WO2022155691A1

WO2022155691A1 - Device for switching off the drive train of a vehicle

Info

Publication number: WO2022155691A1
Application number: PCT/AT2022/060008
Authority: WO
Inventors: Paul Roman Oberaigner; Albert Paster; Johannes Schmid; Dirk Blum
Original assignee: Oberaigner Powertrain Gmbh
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2022-01-12
Publication date: 2022-07-28
Also published as: AT524702A1; AT524702B1

Abstract

An axle drive for the controlled shutting down of the drive train of a vehicle, comprising a drive shaft (1) which is connected in a torque-transmitting manner via a differential transmission (9) to two output shafts (6, 8), and wherein the differential transmission (9) has an inner differential cage (4) and is mounted rotatably within the housing of the axle drive, wherein an outer differential cage (3) is arranged between the drive shaft (1) and the differential transmission (9), wherein the outer differential cage (3) is connected in a torque-transmitting manner to the drive shaft (1), in particular via a drive gearwheel pair (2), wherein the inner differential cage (4) of the differential transmission (9) is connected via at least one connecting device (5, 7) to the outer differential cage (3), and wherein the axle drive has a control system (30) for controlling the connecting device (5, 7), wherein the connecting device (5, 7) and the control system (30) are configured in such a way that the connecting device (5, 7) can be adjusted between normal operation and coasting operation of the axle drive by means of the control system (30), wherein, in normal operation of the axle drive, the outer differential cage (3) is connected in a torque-transmitting manner to the inner differential cage (4) via the connecting device (5, 7), and wherein, in coasting operation of the axle drive, the connecting device (5, 7) is open, with the result that the inner differential cage (4) is freely rotatable relative to the outer differential cage (3) in a decoupled manner such that the torque-transmitting connection between the drive shaft (1) and the output shafts (6, 8) is interrupted.

Description

Einrichtung zur Abschaltung des Triebstrangs eines Fahrzeugs Device for switching off the drive train of a vehicle

Die folgende Erfindung betrifft ein Achsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10. The following invention relates to an axle drive according to the preamble of patent claim 1 and a vehicle according to the preamble of patent claim 10.

Ein Kraftfahrzeug mit einem Elektro- oder Verbrennungsmotor kann zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Antriebes in unterschiedlichen Fahrsituationen, beispielsweise bei Abfahrten im Gefälle oder während dem Ausrollen, in einen sogenannten Segelbetrieb geschalten werden, in dem Teile des Fahrzeuges, insbesondere der Motor und das Fahrzeuggetriebe, vom Antriebsstrang abgekoppelt werden und derart die Verluste an Energie des bewegten Fahrzeuges reduziert werden. Zusätzlich kann der Antriebsmotor im Segelbetrieb abgeschalten werden und derart weiters Treibstoff oder elektrische Energie gespart werden. Durch die Verbindung des Antriebsstranges mit den Rädern dreht sich dieser während dieser Zeit des Segelns mit und ruft dadurch Plansch- und Reibungsverluste hervor. A motor vehicle with an electric motor or internal combustion engine can be switched to so-called coasting mode in order to increase the efficiency of the drive in different driving situations, for example when going downhill or while coasting, in which parts of the vehicle, in particular the engine and the vehicle transmission, Drive train are decoupled and so the loss of energy of the moving vehicle can be reduced. In addition, the drive motor can be switched off during coasting operation, thus further saving fuel or electrical energy. Due to the connection of the drive train with the wheels, it also rotates during this period of sailing, causing splashing and friction losses.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen bekannt, mit denen der Triebstrang von Fahrzeugen stillgelegt werden kann. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2012 223 744 A1 bekannt. Die Kupplung eines Fahrzeuges wird dabei über eine Steuerung unter unterschiedlichen Bedingungen zur Einleitung eines Segelbetriebs des Kraftfahrzeuges betätigt und so Energie während des Betriebs des Kraftfahrzeuges gespart. Various devices are known from the prior art, with which the drive train of vehicles can be shut down. Such a device is known, for example, from DE 10 2012 223 744 A1. The clutch of a vehicle is actuated via a controller under different conditions to initiate coasting operation of the motor vehicle and energy is thus saved during operation of the motor vehicle.

Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme liegt darin, dass ein Großteil des Antriebsstranges weiter betrieben wird und daher vor allem im Segelbetrieb unnötige Reib- und Planschverluste auftreten. The disadvantage of the systems known from the prior art is that a large part of the drive train continues to be operated and therefore unnecessary friction and splashing losses occur, especially in sailing operation.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zwischen der Antriebswelle und dem Differentialgetriebe ein äußerer Differentialkorb angeordnet ist, wobei der äußere Differentialkorb mit der Antriebswelle, insbesondere über ein Antriebszahnradpaar, drehmomentübertragend verbunden ist, wobei der innere Differentialkorb des Differentialgetriebes über zumindest eine Verbindungsvorrichtung mit dem äußeren Differentialkorb verbunden ist, und dass das Achsgetriebe ein Steuerungssystem zur Steuerung der Verbindungsvorrichtung aufweist, wobei die Verbindungsvorrichtung und das Steuerungssystem derart ausgebildet sind, dass mittels des Steuerungssystems die Verbindungsvorrichtung zwischen einem Normalbetrieb und einem Segelbetrieb des Achsgetriebes verstellbar ist, wobei im Normalbetrieb des Achsgetriebes der äußere Differentialkorb mit dem inneren Differentialkorb drehmomentübertragend über die Verbindungsvorrichtung verbunden ist, und wobei im Segelbetrieb des Achsgetriebes die Verbindungsvorrichtung geöffnet ist, sodass der innere Differentialkorb relativ zum äußeren Differentialkorb derart entkoppelt frei drehbar ist, dass die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle und den Abtriebswellen unterbrochen ist. This object is solved by the characterizing features of claim 1. According to the invention, an outer differential carrier is arranged between the drive shaft and the differential gear, the outer differential carrier being connected to the drive shaft, in particular via a pair of drive gear wheels, in a torque-transmitting manner, the inner differential carrier of the differential gear being connected to the outer differential carrier via at least one connecting device is, and that the axle drive has a control system for controlling the connecting device, wherein the connecting device and the control system are designed in such a way that the connecting device can be adjusted between normal operation and sailing mode of the axle drive by means of the control system, wherein in normal operation of the axle drive the outer differential carrier is connected to the inner differential carrier via the connecting device in a torque-transmitting manner, and wherein in coasting mode of the axle drive, the connecting device is open, so that the inner differential carrier can be freely rotated relative to the outer differential carrier in such a decoupled manner that the torque-transmitting connection between the drive shaft and the output shafts is interrupted.

Unter Normalbetrieb oder auch Zugbetrieb wird im Zusammengang mit der vorliegenden Erfindung der Betriebszustand verstanden in dem eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Motor und den Rädern besteht. Der Normalbetrieb ist also der übliche Fahrmodus in dem der Motor des Fahrzeuges eine Beschleunigung bzw den Vortrieb des Fahrzeuges über das Fahrzeuggetriebe und das Achsgetriebe gewährleistet. In connection with the present invention, normal operation or traction operation is understood to mean the operating state in which there is a non-positive connection between the engine and the wheels. Normal operation is therefore the usual driving mode in which the engine of the vehicle ensures acceleration or propulsion of the vehicle via the vehicle transmission and the axle drive.

Unter Segelbetrieb wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Betriebszustand verstanden in dem die Verbindung zwischen dem Antriebsstrang des Fahrzeuges, also des Motors, des Fahrzeuggetriebes und dem inneren Differentialkorb unterbrochen ist und die Räder unabhängig von dem Betriebszustand des Motors frei rollen. Im Segelbetrieb trennt das Achsgetriebe die Verbindung zwischen innerem Differentialkorb und äußerem Differentialkorb und der Antriebsstrang kann beispielsweise stillgelegt werden und so Energie gespart werden. So kann beispielsweise die Fahrzeugkupplung im Segelbetrieb geschlossen oder offen sein und der Motor des Fahrzeuges beispielsweise in der Leerlaufdrehzahl befeuert oder stillgelegt sein. Coasting operation is understood in connection with the present invention as the operating state in which the connection between the drive train of the vehicle, i.e. the engine, the vehicle transmission and the inner differential carrier is interrupted and the wheels roll freely regardless of the operating state of the engine. In coasting mode, the axle drive separates the connection between the inner differential carrier and the outer differential carrier and the drive train can be shut down, for example, thus saving energy. For example, the vehicle clutch can be closed or open during coasting operation and the engine of the vehicle can be fired or shut down, for example, at idle speed.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Achsgetriebes wird erreicht, dass die Verluste im Segelbetrieb gering sind und so Energie gespart wird. Weiters bewirkt die erfindungsgemäße Ausbildung eine kompakte und einfach zu betätigende Ausbildung. The design of the axle drive according to the invention ensures that the losses in coasting operation are low and energy is thus saved. Furthermore, the design according to the invention results in a compact design that is easy to operate.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Achsgetriebes werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche näher definiert: Particularly advantageous embodiments of the axle drive are defined in more detail by the features of the dependent claims:

Eine besonders kompakte Ausbildung des Achsgetriebes wird erreicht, indem der äußere Differentialkorb um den inneren Differentialkorb herum und zum inneren Differentialkorb in einer gemeinsamen Drehachse angeordnet ist. Die gemeinsame Anordnung des äußeren Differentialkorbs mit dem inneren Differentialkorb in einer Drehachse bewirkt, dass das Achsgetriebe eine kompakte Bauart erreicht, wobei die Lagerung des inneren Differentialkorbs mit bzw. in dem äußeren Differentialkorb erfolgen kann und derart die Lagerung der beiden Differentialkörbe vereinfacht wird. A particularly compact design of the axle drive is achieved in that the outer differential carrier is arranged around the inner differential carrier and on a common axis of rotation with respect to the inner differential carrier. The common arrangement of the exterior Differential carrier with the inner differential carrier in an axis of rotation causes the axle drive to achieve a compact design, the storage of the inner differential carrier can be done with or in the outer differential carrier and so the storage of the two differential carriers is simplified.

Eine bevorzugte Ausbildung der Verbindungsvorrichtung wird erreicht, indem die Verbindungsvorrichtung als, insbesondere elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch oder magnetisch betätigte, formschlüssige Schaltkupplung, vorzugsweise als schaltbare Klauenkupplung, ausgebildet ist. A preferred embodiment of the connecting device is achieved in that the connecting device is designed as a positive-locking shifting clutch, in particular an electrically or hydraulically or mechanically or magnetically actuated, preferably as a switchable claw clutch.

Die Schaltvorgänge der Verbindungsvorrichtung werden vereinfacht, wenn die Verbindungsvorrichtung als selbstsynchronisierende Schaltkupplung ausgebildet ist und ein kraftschlüssiges, insbesondere reibschlüssiges, Synchronisierelement, insbesondere eine Lamellenkupplung und/oder Synchronisierungsringe, aufweist, wobei das Synchronisierelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass bei Umschalten des Segelbetriebs in den Normalbetrieb mittels des Synchronisierelements ein Angleich der Drehzahlen des äußeren Differentialkorbs des Differentialgetriebes mit dem inneren Differentialkorb erzielbar ist und nach Angleich der Synchrondrehzahl des inneren Differentialkorbs mit dem äußeren Differentialkorb eine formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb und dem äußeren Differentialkorb mittels der Verbindungsvorrichtung herstellbar ist. Weiters kann durch diese Ausbildung ein Andrehen bzw. ein Beschleunigen des Antriebsstranges bei der Umschaltung des Segel- in den Normalbetrieb erfolgen und so weitere Energie eingespart werden. Weiters kann bei abgeschaltetem Motor eine kontinuierliche Beschleunigung der Motorteile bewirkt werden und so für das Starten des Motors die kinetische Energie des Fahrzeugs genutzt wird. The switching processes of the connecting device are simplified if the connecting device is designed as a self-synchronizing clutch and has a non-positive, in particular frictional, synchronizing element, in particular a multi-plate clutch and/or synchronizing rings, with the synchronizing element being designed and arranged in such a way that when coasting mode is switched to Normal operation by means of the synchronizing element, an adjustment of the speeds of the outer differential carrier of the differential gear with the inner differential carrier can be achieved and after adjustment of the synchronous speed of the inner differential carrier with the outer differential carrier, a positive connection between the inner differential carrier and the outer differential carrier can be produced by means of the connecting device. Furthermore, this design allows the drive train to be cranked or accelerated when switching from coasting to normal operation, thus saving further energy. Furthermore, when the engine is switched off, the engine parts can be continuously accelerated and the kinetic energy of the vehicle can thus be used to start the engine.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsvorrichtung als drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung weiters eine Stelleinheit umfasst, wobei die Stelleinheit derart ausgebildet ist, bei einer zuvor definierten Drehrichtung und/oder Drehzahldifferenz der Abtriebswellen die Stelleinheit das Synchronisierelement derart in einen Zugbetrieb verstellt, dass mittels des Synchronisierelements ein Angleich der Drehzahlen des inneren Differentialkorbs des Differentialgetriebes mit dem äußeren Differentialkorb erzielbar ist und nach Angleich der Synchrondrehzahl des inneren Differentialkorbs mit dem äußeren Differentialkorb eine formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb und dem äußeren Differentialkorb mittels der Verbindungsvorrichtung herstellbar ist, sodass der innere Differentialkorb durch die Massenträgheit und innere Reibung der mit dem äußeren Differentialkorb verbundenen Teile des Achsgetriebes gebremst wird, wobei die Stelleinheit weiters derart ausgebildet ist, dass bei einer Vorliegen einer zuvor definierten Drehzahldifferenz die formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb und dem äußeren Differentialkorb durch die Stelleinheit gelöst, und das Achsgetriebe in den Segelbetrieb verstellt wird, sodass die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle und den Abtriebswellen unterbrochen ist. Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird es einfach ermöglicht, zwischen dem Segelbetrieb, in dem das Fahrzeug frei rollt, und dem Zugbetrieb, in dem das Fahrzeug bzw. die Räder durch die im Antriebsstrang vorhandenen Teile angetrieben wird, schnell und einfach umzuschalten. Advantageously, it can be provided that the connecting device is configured as a direction-of-rotation-dependent connecting device, wherein the direction-of-rotation-dependent connecting device further comprises an actuating unit, wherein the actuating unit is configured in such a way that, given a previously defined direction of rotation and/or rotational speed difference of the output shafts, the actuating unit adjusts the synchronizing element in such a way that it is in traction mode that by means of the synchronizing element an adjustment of the speeds of the inner differential carrier of the differential gear with the outer differential carrier can be achieved and after adjustment of the synchronous speed of the inner differential carrier with the outer differential carrier, a positive connection between the inner differential carrier and the outer differential carrier by means of the Connecting device can be produced, so that the inner differential carrier is braked by the mass inertia and internal friction of the parts of the axle drive connected to the outer differential carrier, with the actuating unit also being designed in such a way that when there is a previously defined speed difference, the positive connection between the inner differential carrier and the outer differential carrier is released by the actuating unit and the final drive is set to coasting mode, so that the torque-transmitting connection between the drive shaft and the output shafts is interrupted. This preferred embodiment makes it possible to quickly and easily switch between coasting mode, in which the vehicle rolls freely, and traction mode, in which the vehicle or the wheels are driven by the parts present in the drive train.

Eine einfache Verstellung zwischen dem Segelbetrieb und dem Zugbetrieb und eine Dämpfung der Verbindung zwischen den einzelnen Teilen der Stelleinheit kann erreicht werden, indem die Stelleinheit eine Schraubenwelle und einen Schraubenschlitten aufweist, wobei die Schraubenwelle mit dem inneren Differentialkorb und der Schraubenschlitten mit dem äußeren Differentialkorb oder die Schraubenwelle mit dem äußeren Differentialkorb und der Schraubenschlitten mit dem inneren Differentialkorb drehsteif verbunden sind, wobei die Schraubenwelle und der Schraubenschlitten jeweils eine Druckplatte aufweisen, zwischen denen das Synchronisierelement, insbesondere eine Anzahl von Lamellen einer Lamellenkupplung, angeordnet ist, und wobei die Schraubenwelle und der Schraubenschlitten über ein Gewinde, insbesondere Trapezgewinde, in axialer Richtung des inneren Differentialkorbs derart bewegbar zueinander angeordnet sind, dass A simple adjustment between the coasting mode and the pulling mode and a damping of the connection between the individual parts of the control unit can be achieved by the control unit having a screw shaft and a screw carriage, the screw shaft with the inner differential carrier and the screw carriage with the outer differential carrier or the The screw shaft is connected to the outer differential carrier and the screw carriage is torsionally rigid with the inner differential carrier, the screw shaft and the screw carriage each having a pressure plate between which the synchronizing element, in particular a number of disks of a multi-plate clutch, is arranged, and the screw shaft and the screw carriage via a thread, in particular a trapezoidal thread, in the axial direction of the inner differential carrier are arranged so that they can move relative to one another in such a way that

- bei Verstellung des Synchronisierelements in den Zugbetrieb der Abstand der Schraubenwelle und des Schraubenschlittens in axialer Richtung zueinander verringert wird und mittels des Synchronisierelements die Synchronisierung der Drehzahlen des inneren Differentialkorbs des Differentialgetriebes mit dem äußeren Differentialkorb erzielbar ist, und - When adjusting the synchronizing element in the traction mode, the distance between the screw shaft and the screw carriage in the axial direction is reduced and the synchronization of the speeds of the inner differential carrier of the differential gear with the outer differential carrier can be achieved by means of the synchronizing element, and

- bei Verstellung aus dem Normalbetrieb in den Segelbetrieb der Abstand zwischen der Schraubenwelle und dem Schraubenschlitten in axialer Richtung zueinander vergrößert wird, sodass der innere Differentialkorb relativ zum äußeren Differentialkorb frei drehbar ist. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung einen Freilauf umfasst, wobei der Freilauf derart zwischen dem inneren Differentialkorb und dem äußeren Differentialkorb angeordnet ist, dass bei größerer Drehzahl des inneren Differentialkorbs relativ zum äußeren Differentialkorb im Segelbetrieb eine Drehmomentesübertragung vom inneren Differentialkorb zum äußeren Differentialkorb unterbunden ist, und wobei im Normalbetrieb bei gleicher oder geringerer Drehzahl des inneren Differentialkorbs relativ zum äußeren Differentialkorb eine Drehmomentübertragung vom äußeren Differentialkorb zum inneren Differentialkorb bewirkt wird. - When adjusting from normal operation to sailing operation, the distance between the screw shaft and the screw carriage is increased relative to one another in the axial direction, so that the inner differential carrier is freely rotatable relative to the outer differential carrier. Provision can preferably be made for the connection device, which is dependent on the direction of rotation, to include a freewheel, with the freewheel being arranged between the inner differential carrier and the outer differential carrier in such a way that at a higher speed of the inner differential carrier relative to the outer differential carrier in coasting mode, torque transmission from the inner differential carrier to the outer differential carrier is prevented is, and wherein in normal operation at the same or lower speed of the inner differential carrier relative to the outer differential carrier, a torque transmission from the outer differential carrier to the inner differential carrier is effected.

Um eine Überlast beim Schalten zwischen den einzelnen Betriebszuständen zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsvorrichtung eine Sicherheitseinheit zum Schutz des Synchronisierelements gegen Überlast aufweist, weites kann derart effektiv in den Segelbetrieb gewechselt werden. In order to prevent an overload when switching between the individual operating states, it can be provided that the connection device has a safety unit for protecting the synchronizing element against overload.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Achsgetriebes wird bereitgestellt, indem das Achsgetriebe zwei Verbindungsvorrichtungen aufweist, wobei die erste Verbindungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass diese mittels des Steuerungssystems zwischen dem Normalbetrieb und Segelbetrieb verstellbar ist, und wobei das Achsgetriebe mittels der zweiten Verbindungsvorrichtung zwischen dem Normalbetrieb, dem Zugbetrieb und dem Segelbetrieb verstellbar ist, wobei die erste Verbindungsvorrichtung insbesondere derart ausgebildet ist, dass im stromlosen bzw energielosen Zustand der Verbindungsvorrichtung die Verbindung zwischen dem innern Differentialkorb und dem äußeren Differentialkorb geschlossen ist. Durch die Anordnung zweier Verbindungsvorrichtungen innerhalb des Achsgetriebes ist es möglich, dass einerseits ein gesicherter Fährbetrieb bzw. der Normalbetrieb und eine Fail-Safe-Funktion durch die erste Verbindungsvorrichtung gewährleistet wird, indem eine einfache Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Differentialkorb vorliegt und mittels der zweiten Verbindungsvorrichtung im Segelbetrieb einfach zwischen diesem und dem Zugbetrieb gewechselt werden kann. A particularly preferred embodiment of the axle drive is provided in that the axle drive has two connecting devices, the first connecting device being designed in such a way that it can be adjusted between normal operation and coasting mode by means of the control system, and the axle drive being switched between normal operation and sailing mode by means of the second connecting device Pulling operation and sailing operation is adjustable, the first connecting device being designed in particular in such a way that the connection between the inner differential carrier and the outer differential carrier is closed when the connecting device is de-energized or de-energized. By arranging two connecting devices within the axle drive, it is possible that on the one hand a safe driving operation or normal operation and a fail-safe function is ensured by the first connecting device, in that there is a simple connection between the inner and outer differential carrier and by means of the second connection device in sailing operation can be easily switched between this and the train operation.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, ein Fahrzeug bereitzustellen, das besonders energieeffizient betrieben werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 10 erreicht. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Fahrzeug ein erfindungsgemäßes Achsgetriebe aufweist, wobei die Antriebswelle des Achsgetriebes mit dem Fahrzeuggetriebe und die Räder und/oder deren Achsen jeweils mit einem der Abtriebswellen drehmomentübertragend verbunden sind. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuges wird bereitgestellt, indem der Motor derart über das Achsgetriebe mit den Rädern verbunden ist, dass im Normalbetrieb Drehmoment von dem Motor über das Achsgetriebe an den äußeren Differentialkorb und über diesen an den inneren Differentialkorb und die Räder übertragen wird. Another aspect of the invention is to provide a vehicle that can be operated in a particularly energy-efficient manner. This object is achieved by the characterizing features of claim 10. According to the invention it is provided that the vehicle has an axle drive according to the invention, the drive shaft of the axle drive being connected to the vehicle transmission and the wheels and/or their axles to one of the output shafts in a torque-transmitting manner. A preferred Embodiment of the vehicle according to the invention is provided by the engine being connected to the wheels via the axle drive in such a way that during normal operation torque is transmitted from the engine via the axle drive to the outer differential carrier and via this to the inner differential carrier and the wheels.

Durch die effiziente Schaltung mittels des erfindungsgemäßen Achsgetriebes kann im Segelbetrieb vorgesehen sein, dass das Fahrzeug einen Akku aufweist, wobei der Akku über einen Generator derart mit dem Achsgetriebe verbunden ist, dass über einen stromerzeugenden Generator ein Bremsmoment über das Achsgetriebe auf die Räder übertragen und derart der Akku geladen wird und/oder elektrische Teile des Fahrzeugs betrieben werden. Due to the efficient shifting by means of the axle drive according to the invention, it can be provided in coasting mode that the vehicle has a battery, the battery being connected to the axle drive via a generator in such a way that a braking torque is transmitted via the axle drive to the wheels via a power-generating generator and such the battery is being charged and/or electrical parts of the vehicle are being operated.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben: In the following, the invention is shown schematically in the drawings using particularly advantageous, but non-limiting, exemplary embodiments and is described by way of example with reference to the drawings:

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung des Achsgetriebes in schematischer Ansicht, Fig. 1 shows an embodiment of the axle drive according to the invention in a schematic view,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Achsgetriebes mit einer drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung, Fig. 2 shows a schematic representation of the axle drive with a connection device dependent on the direction of rotation,

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht der drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung in entkoppelten Zustand, also im Segelbetrieb, 3 shows a schematic view of the direction-of-rotation-dependent connection device in the decoupled state, i.e. in coasting operation,

Fig. 4 zeigt die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung im Zugbetrieb, Fig. 4 shows the connection device dependent on the direction of rotation in traction mode,

Das erfindungsgemäße Achsgetriebe dient dem gesteuerten Stilllegen des Antriebsstranges eines Fahrzeuges, um derart Energie in verschiedenen Betriebszuständen einzusparen. Das Achsgetriebe umfasst dabei eine Antriebswelle 1 , die über ein Differentialgetriebe 9 mit zwei Abtriebswellen 6, 8 drehmomentübertragend verbunden ist. Die Abtriebswellen 6, 8 sind dabei beispielsweise zwei Achsen eines Fahrzeuges, an dem jeweils Räder befestigt sind. Das Differentialgetriebe 9 kann unterschiedliche Ausbildungen aufweisen und kann beispielsweise als Umlaufrädergetriebe, Kegelraddifferentialgetriebe, Stirnraddifferentialgetriebe, Schraubenraddifferentialgetriebe oder anderes aus dem Stand der Technik bekanntes Differentialgetriebe ausgebildet sein. Das Differentialgetriebe 9 weist einen inneren Differentialkorb 4 auf und ermöglicht abhängig von den Betriebszuständen der Antriebswelle 1 unterschiedliche Drehzahlen der Abtriebswellen 6, 8 bzw. der Räder. Der innere Differentialkorb 4 ist innerhalb des Gehäuses des Achsgetriebes drehbar gelagert. Zwischen der Antriebswelle 1 , an der beispielsweise von einem Motor und einem Fahrzeuggetriebe Drehmoment an das Achsgetriebe eingeleitet wird, ist ein weiterer äußerer Differentialkorb 3 angeordnet. Der äußere Differentialkorb 3 ist mit der Antriebswelle 1 drehmomentübertragend verbunden und kann beispielsweise über ein Antriebszahnradpaar 2 (Fig. 1 ) mit der Antriebswelle 1 drehmomentübertragend verbunden sein. Der äußere Differentialkorb 3 ist größere als der innere Differentialkorb 4 ausgebildet, sodass der äußere Differentialkorb 3 um den inneren Differentialkorb 4 angeordnet ist. Der innere Differentialkorb 4 des Differentialgetriebes 9 kann über eine Verbindungsvorrichtung 5, 7 mit dem äußeren Differentialkorb 3 drehmomentübertragend verbunden werden. Die Verbindungsvorrichtung 5, 7 hat dabei unterschiedliche Betriebszustände und kann die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 lösen oder herstellen. Das Achsgetriebe weist weiters ein Steuerungssystem 30 auf, mit dem die Verbindungsvorrichtung 5, 7 betätigt bzw. gesteuert werden kann. Das Steuerungssystem 30 kann dabei dieThe axle drive according to the invention serves to shut down the drive train of a vehicle in a controlled manner in order to save energy in various operating states. The axle drive comprises a drive shaft 1, which is connected via a differential gear 9 to two output shafts 6, 8 in a torque-transmitting manner. The output shafts 6, 8 are, for example, two axles of a vehicle to which wheels are attached. The differential gear 9 can have different designs and can be designed, for example, as a planetary gear, bevel gear, spur gear, helical gear or other differential gear known from the prior art. The differential gear 9 has an inner Differential cage 4 and allows depending on the operating conditions of the drive shaft 1 different speeds of the output shafts 6, 8 and the wheels. The inner differential carrier 4 is rotatably mounted within the housing of the axle drive. A further outer differential carrier 3 is arranged between the drive shaft 1, on which torque is introduced to the axle drive, for example from an engine and a vehicle transmission. The outer differential carrier 3 is connected to the drive shaft 1 in a torque-transmitting manner and can be connected to the drive shaft 1 in a torque-transmitting manner, for example via a drive gear wheel pair 2 ( FIG. 1 ). The outer differential carrier 3 is formed larger than the inner differential carrier 4 so that the outer differential carrier 3 is arranged around the inner differential carrier 4 . The inner differential carrier 4 of the differential gear 9 can be connected via a connecting device 5, 7 to the outer differential carrier 3 in a torque-transmitting manner. The connecting device 5, 7 has different operating states and can release or establish the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3. The axle drive also has a control system 30 with which the connecting device 5, 7 can be actuated or controlled. The control system 30 can

Verbindungsvorrichtung 5, 7 betätigen und so die Verbindung zwischen dem inneren Differentialgetriebe 4 und dem äußeren Differentialgetriebe 3 lösen. DieActuate connecting device 5, 7 and thus release the connection between the inner differential gear 4 and the outer differential gear 3. the

Verbindungsvorrichtung 5, 7 kann zwischen einem Normalbetrieb und einem Segelbetrieb des Achsgetriebes verstellt werden. Im Zug- bzw Normalbetrieb des Achsgetriebes ist die Verbindung zwischen dem äußeren Differentialkorb 3 mit dem inneren Differentialkorb 4 hergestellt und Drehmoment, das beispielsweise über den Motor an die Antriebswelle 1 des Achsgetriebes abgegeben wird, kann über den äußeren Differentialkorb 3 an den inneren Differentialkorb 4 durch die geschlossene Verbindungsvorrichtung 5, 7 übertragen werden. Im Normalbetrieb kann beispielsweise das Motordrehmoment über das Achsgetriebe an die Abtriebswellen 6, 8 weitergegeben werden und so die Räder des Fahrzeuges, in dem das Achsgetriebe verbaut ist, angetrieben werden. Wird nun beispielsweise der Motorantrieb im Fährbetrieb des Fahrzeuges nicht benötigt, beispielsweise bei Bergabfahrt oder im Rollzustand des Fahrzeuges, verstellt das Steuerungssystem 30 die Verbindungsvorrichtung 5, 7 in einen Segelbetrieb, in dem die Antriebskomponenten, beispielsweise der Motor und das Fahrzeug- bzw Schaltgetriebe, von den Rädern bzw. den Abtriebswellen 6, 8 entkoppelt sind. Im Segelbetrieb wird die Verbindungsvorrichtung 5, 7 durch das Steuerungssystem 30 betätigt und die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 gelöst. So kann der Antriebsstrang bei gleichzeitig geöffneter Hauptkupplung stillgelegt und auf diese Art Kraftstoff gespart werden. Weiters ist es optional möglich im Segelbetrieb den Motor abzuschalten und auf diese Art weiter Kraftstoff zu sparen ohne dabei Reibungsund Planschverluste innerhalb des Motors, des Fahrzeuggetriebes bzw. des äußeren Differentialkorbs 3 und den mit diesem verbundenen Antriebskomponenten zu verursachen. Derart wird Energie in der Rollbewegung des Fahrzeuges gespart und ein besonders effizienter Vortrieb des Fahrzeuges erreicht. Connecting device 5, 7 can be adjusted between normal operation and coasting operation of the transaxle. In traction or normal operation of the axle drive, the connection between the outer differential carrier 3 and the inner differential carrier 4 is established and torque, which is delivered, for example, via the engine to the drive shaft 1 of the axle drive, can be transmitted via the outer differential carrier 3 to the inner differential carrier 4 the closed connecting device 5, 7 are transmitted. In normal operation, for example, the engine torque can be passed on to the output shafts 6, 8 via the axle drive and the wheels of the vehicle in which the axle drive is installed can be driven. If, for example, the motor drive is not required when the vehicle is in ferry mode, for example when driving downhill or when the vehicle is rolling, the control system 30 adjusts the connecting device 5, 7 to coasting mode, in which the drive components, for example the engine and the vehicle or manual transmission, the wheels or the output shafts 6, 8 are decoupled. In coasting operation, the connecting device 5, 7 is actuated by the control system 30 and the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is released. In this way, the drive train can be shut down while the main clutch is open at the same time, thus saving fuel. Furthermore, it is optionally possible in coasting mode Switch off the engine and in this way continue to save fuel without causing friction and splashing losses within the engine, the vehicle transmission or the outer differential carrier 3 and the drive components connected to it. In this way, energy is saved in the rolling movement of the vehicle and a particularly efficient propulsion of the vehicle is achieved.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Achsgetriebes in schematischer Ansicht dargestellt. Das Differentialgetriebe 9 ist als Kegelraddifferentialgetriebe ausgebildet und umfasst einen inneren Differentialkorb 4, in dem vier Kegelräder angeordnet sind, die mit dem äußeren Differentialkorb 3 einen relativen Drehzahlunterschied zwischen den Abtriebswellen 6, 8 bzw. den Rädern des Fahrzeuges ermöglichen. Das Differentialgetriebe 9 ist dabei gemäß einem aus dem Stand der Technik bekannten Kegelraddifferentialgetriebe ausgebildet, kann jedoch optional auch gemäß einer aus dem Stand der Technik bekannten anderen Bauart für Differentialgetriebe ausgebildet sein. Das Achsgetriebe weist weiters einen äußeren Differentialkorb 3 auf, der um den inneren Differentialkorb 4 angeordnet ist und mit diesem in einer gemeinsamen Achse, der Achse der Abtriebswellen 6, 8, drehbar gelagert ist. Die Lagerung des inneren Differentialkorbes 4 ist bei dieser Ausführungsform innerhalb des äußeren Differentialkorbes 3 angeordnet, kann aber optional auch in dem Gehäuse des Achsgetriebes oder in anderen Komponenten gelagert sein. In Fig. 1 a preferred embodiment of the axle drive according to the invention is shown in a schematic view. The differential gear 9 is designed as a bevel gear differential and includes an inner differential carrier 4, in which four bevel gears are arranged, which allow a relative speed difference between the output shafts 6, 8 and the wheels of the vehicle with the outer differential carrier 3. The differential gear 9 is designed in accordance with a bevel gear differential gear known from the prior art, but can optionally also be designed in accordance with another type of differential gear known from the prior art. The axle drive also has an outer differential carrier 3, which is arranged around the inner differential carrier 4 and is rotatably mounted with it on a common axis, the axis of the output shafts 6, 8. In this embodiment, the bearing of the inner differential carrier 4 is arranged within the outer differential carrier 3, but can optionally also be mounted in the housing of the axle drive or in other components.

Der äußere Differentialkorb 3 ist über ein Antriebszahnrad 2, das bei dieser Ausführungsform als Kegelradpaar ausgebildet ist, mit einer Antriebswelle 1 verbunden. Die Antriebswelle 1 ist wiederum beispielweise mit dem Fahrzeug- bzw. Schaltgetriebe eines Fahrzeuges verbunden und kann dadurch über einen Motor mit dem Schaltgetriebe angetrieben werden und so Drehmoment in das Achsgetriebe einleiten. Der innere Differentialkorb 4 und der äußere Differentialkorb 3 können sich unabhängig von einander um die Achse der Abtriebswellen 6, 8 drehen. Das Achsgetriebe weist zwei Verbindungsvorrichtungen 5, 7 auf, wobei die erste Verbindungsvorrichtung 7 zum Zu- und Abschalten von Segel- und Normalbetrieb ausgebildet ist. Weiters weist das Achsgetriebe eine drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 auf, die zum Übertragen der Antriebsleistung im Normalbetrieb und dem Stilllegen des Antriebsstranges im Segelbetrieb, um Energieverluste des Antriebsstranges während des Schubbetriebes zu minimieren, verstellt werden kann. The outer differential carrier 3 is connected to a drive shaft 1 via a drive gear 2, which in this embodiment is designed as a pair of bevel gears. The drive shaft 1 is in turn connected, for example, to the vehicle or manual transmission of a vehicle and can thus be driven by a motor with the manual transmission and thus introduce torque into the axle drive. The inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 can rotate about the axis of the output shafts 6, 8 independently of each other. The transaxle has two connecting devices 5, 7, with the first connecting device 7 being designed for switching coasting and normal operation on and off. Furthermore, the axle drive has a connection device 5 dependent on the direction of rotation, which can be adjusted to transmit the drive power in normal operation and to shut down the drive train in sailing operation in order to minimize energy losses in the drive train during overrun operation.

Im Segelbetrieb kann der Motor nach dem Trennen des Abtriebstranges entweder befeuert oder bei geeigneten Maßnahmen stillgelegt oder unbefeuert kompressionslos betrieben werden. Prinzipiell wird zwischen mehreren unterschiedlichen Strategien unterschieden, die das Wiederanfahren des Antriebsstranges bzw. des Motors ermöglichen. Einerseits ist es möglich, dass der Motor befeuert wird und der Antriebsstrang durch den gestarteten Motor beschleunigt und auf die Drehzahl der Antriebswelle 1 des Achsgetriebes bzw. der äußere Differentialkorb 3 auf die Drehzahl des inneren Differentialkorbes 4 gebracht wird. Weiters ist beispielsweise ein radseitiges Andrehen möglich, bei dem die kinetische Energie des Fahrzeuges genutzt wird, um den Antriebsstrang bzw. den äußeren Differentialkorb 3, die Antriebswelle 1 und das Fahrzeuggetriebe und den Motor zu beschleunigen. Durch das radseitige Andrehen kann Kraftstoff bzw elektrische Energie gespart werden und so ein besonders energiesparender Betrieb gewährleistet werden. In coasting mode, after the drive train has been separated, the engine can either be fired or, with suitable measures, shut down or unfired without compression operate. In principle, a distinction is made between several different strategies that enable the drive train or engine to be restarted. On the one hand it is possible that the engine is fired and the drive train is accelerated by the started engine and brought to the speed of the drive shaft 1 of the axle drive or the outer differential carrier 3 to the speed of the inner differential carrier 4 . Furthermore, turning on the wheel is possible, for example, in which the kinetic energy of the vehicle is used to accelerate the drive train or the outer differential carrier 3, the drive shaft 1 and the vehicle transmission and the engine. Turning on the wheel side can save fuel or electrical energy and thus ensure particularly energy-saving operation.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1 wird durch die beiden Verbindungsvorrichtungen 5, 7 eine kombinierte Variante von motorseitigem und radseitigem Andrehen oder beide Varianten für sich ermöglicht. Im Normalbetrieb wird über die Antriebswelle 1 das Motordrehmoment auf die Zahnradstufe bzw. das Antriebszahnradpaar 2 (Fig. 1) übertragen. Das Antriebszahnradpaar 2 leitet das Drehmoment auf den äußeren Differentialkorb 3 weiter, wodurch dieses durch das Motordrehmoment um die gemeinsame Achse des äußeren Differentialkorbs 3 und des inneren Differentialkorbs 4 dreht. Im Normalbetrieb befindet sich die Verbindungsvorrichtung 7 bzw. ist durch das Steuerungssystem 30 in den Normalbetrieb geschalten, sodass das Drehmoment direkt über den äußeren Differentialkorb 3 und die Verbindungsvorrichtung 7 an den inneren Differentialkorb 4 und von diesem über das Differentialgetriebe 9 an die Abtriebswellen 6, 8 bzw. die Räder übertragen wird. Der Normalbetrieb stellt den standardmäßigen Betrieb des Fahrzeuges dar, in dem das Motordrehmoment über das Achsgetriebe bzw. das in dem Achsgetriebe angeordnete Differentialgetriebe 9 an die Abtriebswellen 6, 8 bzw die Räder übertragen wird und das Fahrzeug beschleunigt bzw. durch den Motor angetrieben wird. Wird durch das Steuerungssystem 30 eine Fahrsituation, die einen Segelbetrieb erlaubt, erkannt, betätigt das Steuerungssystem 30 die Verbindungsvorrichtung 7 in den Segelbetrieb, in dem der Kraftschluss zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 geöffnet ist. Bei geöffneter Verbindungsvorrichtung 7 trennt die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 die Verbindung zwischen dem äußeren Differentialkorb 3 und dem inneren Differentialkorb 4, sodass diese unabhängig zueinander frei drehbar sind und die Räder des Fahrzeuges bzw. die Abtriebswellen 6, 8 unabhängig von dem äußeren Differentialkorb 3 und dem damit verbundenen Antriebsstrang drehen können. Der Antriebsstrang und die im Achsgetriebe damit verbundenen Teile, also die Antriebswelle 1 , das Antriebszahnradpaar 2 und der äußere Differentialkorb 3, kommen sodann zum Stillstand während das Fahrzeug frei rollt. Die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 wird dabei automatisch in den Segelbetrieb verstellt, wenn die Abtriebswellen 6, 8 sich durch äußere Einflüsse, wie Bergabfahrt, schneller drehen als der äußere Differentialkorb 3. Wird nun der Kraftfluss zwischen dem Motor und dem Antriebsstrang wieder geschlossen, wird der Antriebsstrang beschleunigt bis der äußere Differentialkorb 3 schneller als der innere Differentialkorb 4 dreht. Die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 schließt dann die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 und leitet das Drehmoment über die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 vom äußeren Differentialkorb 3 zu dem inneren Differentialkorb 4 und befindet sich somit wieder im Normalbetrieb. In the preferred embodiment of FIG. 1, the two connecting devices 5, 7 enable a combined variant of motor-side and wheel-side cranking or both variants separately. In normal operation, the engine torque is transmitted to the gear stage or the drive gear pair 2 (FIG. 1) via the drive shaft 1 . The driving gear pair 2 transmits the torque to the outer differential carrier 3, causing it to rotate about the common axis of the outer differential carrier 3 and the inner differential carrier 4 by the engine torque. In normal operation, the connecting device 7 is located or is switched to normal operation by the control system 30, so that the torque is transmitted directly via the outer differential carrier 3 and the connecting device 7 to the inner differential carrier 4 and from there via the differential gear 9 to the output shafts 6, 8 or the wheels is transmitted. Normal operation represents the standard operation of the vehicle in which the engine torque is transmitted via the axle drive or the differential gear 9 arranged in the axle drive to the output shafts 6, 8 or the wheels and the vehicle is accelerated or driven by the engine. If the control system 30 recognizes a driving situation that allows coasting operation, the control system 30 actuates the connecting device 7 in the coasting mode, in which the frictional connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is opened. When the connecting device 7 is open, the direction-of-rotation-dependent connecting device 5 separates the connection between the outer differential carrier 3 and the inner differential carrier 4, so that they can rotate freely independently of one another and the wheels of the vehicle or the output shafts 6, 8 independently of the outer differential carrier 3 and the one with it connected drive train can rotate. The drive train and the parts associated with it in the axle drive, i.e. the The drive shaft 1, the drive gear pair 2 and the outer differential carrier 3 then come to a standstill while the vehicle rolls freely. The connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, is automatically set to sailing mode if the output shafts 6, 8 rotate faster than the outer differential carrier 3 due to external influences, such as driving downhill. If the power flow between the engine and the drive train is closed again, the drive train is closed again accelerated until the outer differential carrier 3 rotates faster than the inner differential carrier 4. The direction of rotation dependent connection device 5 then closes the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 and conducts the torque via the direction of rotation dependent connection device 5 from the outer differential carrier 3 to the inner differential carrier 4 and is thus back in normal operation.

Die Verstellung des Normalbetriebs in den Segelbetrieb und umgekehrt durch die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 passiert dabei selbstständig ohne Zutun des Steuerungssystems 30 durch die Ausbildung der drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung 5. Die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 ist dabei derart ausgebildet, dass je nach Anliegen des Drehzahlunterschiedes zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 die Verbindung zwischen diesen beiden geschlossen oder geöffnet wird. Die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 weist hierzu eine Stelleinheit 57 auf, die derart ausgebildet ist, dass die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 automatisch zwischen dem Zugbetrieb und dem Segelbetrieb verstellt wird. The adjustment from normal operation to coasting operation and vice versa by means of the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, takes place automatically without the intervention of the control system 30 through the design of the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation and the outer differential carrier 3, the connection between these two is closed or opened. For this purpose, the direction-of-rotation-dependent connection device 5 has an actuating unit 57 which is designed in such a way that the direction-of-rotation-dependent connection device 5 is automatically adjusted between traction mode and coasting mode.

Im Zugbetrieb, ist die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 über die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 oder die Verbindungsvorrichtung 7 geschlossen. So kann beispielsweise bei einem schneller drehenden äußeren Differentialkorbs 3 als der innere Differenzialkorb 4 im Segelbetrieb die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 durch die Verbindungsvorrichtung 7 geschlossen werden. Dreht nun der äußere Differentialkorb 3 langsamer als der innere Differentialkorb 4, wird die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 durch die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 oder die Verbindungsvorrichtung 7 wieder gelöst und das Achsgetriebe in den Segelbetrieb verstellt, sodass die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle 1 bzw. dem Motor und den Abtriebswellen 6, 8 unterbrochen ist. So kann während dem Fährbetrieb des Fahrzeuges je nach Bedarf beispielsweise während einer Bergabfahrt oder währende des freien Rollens Verluste durch die innere Reibung und/oder die innere Reibung der mit dem Antriebsstrang verbundnen Teile verhindert werden. Durch die selbstständige Verstellung der drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung 5 zwischen dem Segelbetrieb und dem Zugbetrieb wird ein besonders effektiver Betrieb des Achsgetriebes bzw. des mit diesem verbundenen Fahrzeuges bewirkt, sodass die Verlustleistung der nicht benötigten rotierenden Teile des Fahrzeugs vermieden werden kann, um derart Kraftstoff zu sparen. In traction mode, the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is closed via the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, or the connection device 7. For example, when the outer differential carrier 3 rotates faster than the inner differential carrier 4 in coasting operation, the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 can be closed by the connecting device 7 . If the outer differential carrier 3 rotates more slowly than the inner differential carrier 4, the connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is released again by the connection device 5, which depends on the direction of rotation, or the connection device 7 and the axle drive is set to coasting mode, so that the torque-transmitting connection between the drive shaft 1 or the engine and the output shafts 6, 8 is interrupted. For example, during the ferry operation of the vehicle, as required, for example during a downhill ride or during the free rolling losses are prevented by the internal friction and / or the internal friction of the parts connected to the drive train. The independent adjustment of the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, between coasting mode and traction mode, results in a particularly effective operation of the axle drive or the vehicle connected to it, so that the power loss of the rotating parts of the vehicle that are not required can be avoided in order to save fuel in this way.

Die Verbindungsvorrichtung 7 ist bei der Ausführungsform der Fig. 1 als schaltbare Klauenkupplung ausgebildet, wobei die Verbindungsvorrichtung 7 optional auch als selbstsynchronisierende Schaltkupplung ausgebildet sein kann. Die Verbindungsvorrichtung 7 weist hierzu ein kraftschlüssiges, insbesondere reibschlüssiges, Synchronisierelement 55 auf, das derart ausgebildet ist, dass bei Umschalten des Segelbetriebs in den Zugbetrieb mittels es Synchronisierelements 55 ein Angleich der Drehzahlen des inneren Differentialkorbes 4 des Differentialgetriebes 9 mit dem äußeren Differentialkorb 3 erzielbar ist. Sobald die Drehzahl zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 angeglichen ist, wird eine formschlüssige Verbindung durch die Verbindungsvorrichtung 7 geschlossen und so die formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 hergestellt. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von selbstsynchronisierenden Schaltkupplungen bekannt, wobei die Verbindungsvorrichtung 7 beispielsweise als Synchronisierelement 55 eine Lamellenkupplung oder Synchronisierungsringe aufweisen kann. In the embodiment of FIG. 1 , the connecting device 7 is designed as a shiftable claw clutch, with the connecting device 7 optionally also being able to be designed as a self-synchronizing shifting clutch. For this purpose, the connecting device 7 has a non-positive, in particular frictional, synchronizing element 55, which is designed in such a way that when the coasting mode is switched to the pulling mode, the synchronizing element 55 can be used to match the speeds of the inner differential carrier 4 of the differential gear 9 with the outer differential carrier 3 . As soon as the rotational speed between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 has been adjusted, a positive connection is closed by the connecting device 7 and the positive connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is thus established. A large number of self-synchronizing clutches are known from the prior art, it being possible for the connecting device 7 to have, for example, a multi-plate clutch or synchronizing rings as the synchronizing element 55 .

Die Verbindungsvorrichtung 7 ist vorzugsweise als elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch oder magnetisch betätigte formschlüssige Schaltkupplung, insbesondere als Klauenkupplung, ausgebildet. The connecting device 7 is preferably designed as an electrically or hydraulically or mechanically or magnetically actuated form-fit clutch, in particular as a claw clutch.

Weiters ist es optional möglich, dass beispielsweise zur Beschleunigung des Antriebsstranges vor Verlassen des Segelbetriebs die kinetische Energie des Fahrzeuges verwendet wird. So wird beispielsweise die reibschlüssig synchronisierte Verbindungsvorrichtung 7 mittels des Steuerungssystems 30 aus dem Segelbetrieb in den Normalbetrieb verstellt bzw. die Verbindung des inneren Differentialkorbs 4 mit dem äußeren Differentialkorb 3 über die Verbindungsvorrichtung 7 wieder geschlossen, wodurch der Antriebsstrang durch die kinetische Energie des Fahrzeuges beschleunigt wird. Beim Erreichen der Synchrondrehzahl zwischen innerem Differentialkorb 4 und äußerem Differentialkorb 3 wird die reibschlüssige Kraftübertragung durch eine formschlüssige Verbindung weiter geschlossen und der Motor kann durch Schließen des Kraftschlusses zwischen Motor und dem Antriebsstrang gestartet werden. Somit kann die Beschleunigung des Antriebsstranges und/oder des Motors durch die kinetische Energie des Fahrzeuges erreicht werden, wodurch weiter Kraftstoff und elektrische Energie der Batterie gespart wird. Furthermore, it is optionally possible, for example, to use the kinetic energy of the vehicle to accelerate the drive train before leaving coasting mode. For example, the frictionally synchronized connection device 7 is switched from coasting mode to normal operation by means of the control system 30, or the connection of the inner differential carrier 4 to the outer differential carrier 3 is closed again via the connection device 7, whereby the drive train is accelerated by the kinetic energy of the vehicle . Upon reaching the synchronous speed between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3, the frictional power transmission by a positive connection further closed and the engine can be started by closing the frictional connection between the engine and the drive train. Thus, the acceleration of the drive train and/or the engine can be achieved by the kinetic energy of the vehicle, which further saves fuel and electrical energy from the battery.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung 5 dargestellt. Die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 weist eine Stelleinheit 57 auf, die als Schraubenfreilauf ausgebildet ist und umfasst weiters eine Lamellenkupplung. Der Schraubenfreilauf bzw. die Stelleinheit 57 umfasst eine Schraubenwelle 53, die mit dem inneren Differentialkorb 4 über eine Steckverbindung drehsteif verbunden ist. Weiters umfasst die Stelleinheit 57 einen Schraubenschlitten 51 , der an seiner Außenseite eine Anzahl von Schaltnocken aufweist, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind. Der Schraubenschlitten 51 und die Schraubenwelle 53 weisen ein Trapezgewinde auf, wobei sich der Schraubenschlitten 51 axial entlang der Achse des inneren Differentialkorbes 4 relativ zur Schraubenwelle 53 bewegen kann. An dem äußeren Differentialkorb 3 ist eine Schaltglocke 52 eines Freilaufs drehsteif mit diesem angeordnet, die weiters eine Anzahl von Schaltklinken, die radial verschwenkbar sind, aufweist. An dem Schraubenschlitten 51 sind Nocken des Freilaufs angeordnet über die die Schaltklinken der Schaltglocke 52 je nach Stellung des Schaubenschlittens 51 und Drehzahldifferenz zwischen Schraubenschlitten 51 und Schraubenwelle 53 bzw inner äußerem Differentialkorb 3 und innerem Differentialkorb 4 rutschen oder sich an dies anlegen. An dem Schraubenschlitten 51 und der Schraubenwelle 53 sind jeweils eine Druckplatte 54 angeordnet, zwischen denen eine Anzahl von Synchronisierungselementen 55 bei dieser Ausführungsform Außen- und Innenlamellen einer Lamellenkupplung angeordnet sind. FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the connection device 5 which is dependent on the direction of rotation. The connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, has an actuating unit 57 which is designed as a screw freewheel and also includes a multi-plate clutch. The screw freewheel or the actuating unit 57 comprises a screw shaft 53 which is connected to the inner differential carrier 4 in a torsionally rigid manner via a plug connection. The setting unit 57 also includes a screw carriage 51 which has a number of switching cams on its outside, which are not shown in FIG. 2 . The screw carriage 51 and the screw shaft 53 have a trapezoidal thread, the screw carriage 51 being able to move axially along the axis of the inner differential carrier 4 relative to the screw shaft 53 . A shift bell 52 of a freewheel is arranged on the outer differential carrier 3 in a torsionally rigid manner therewith and also has a number of shift pawls which can be pivoted radially. Cams of the freewheel are arranged on the screw carriage 51, over which the pawls of the switching bell 52 slide or rest against this, depending on the position of the screw carriage 51 and the speed difference between screw carriage 51 and screw shaft 53 or inside the outer differential carrier 3 and the inner differential carrier 4. A pressure plate 54 is arranged on the screw carriage 51 and the screw shaft 53, between which a number of synchronizing elements 55 are arranged in this embodiment, outer and inner disks of a disk clutch.

In den Fig. 3 und 4 ist die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 gemäß Fig. 2 in den zwei unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt. Fig. 3 zeigt dabei die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 im Segelbetrieb und Fig. 4 die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 im Zugbetrieb. Im folgenden wird die Funktion der drehrichtungsabhängigen Verbindungsvorrichtung 5 anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert: 3 and 4, the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, according to FIG. 2, is shown in the two different operating states. FIG. 3 shows the connection device 5 dependent on the direction of rotation in sailing operation and FIG. 4 shows the connection device 5 dependent on the direction of rotation in traction operation. The function of the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 4:

Das Achsgetriebe befindet sich im Segelbetrieb und das Fahrzeug rollt oberhalb einer zuvor definierten Grenzgeschwindigkeit, sodass sich der innere Differentialkorb 4 frei und unabhängig vom äußeren Differentialkorb 3 dreht. Der Antriebsstrang steht still und die Verbindung zum Motor ist offen bzw. kraftlos, sodass auch der äußere Differentialkorb 3 stillsteht. Im Segelbetrieb rutschen die Schaltklinken der Schaltglocke 52 über die Nocken des Schraubenschlittens 51. Wird nun die Verbindung zum Motor geschlossen, wird der Antriebsstrang motorseitig beschleunigt. Die Schaltglocke 52 des Freilaufs 58, die über eine Verzahnung mit dem äußeren Differentialkorb 3 verbunden ist, wird ebenfalls beschleunigt bis die Drehzahl des inneren Differentialkorbes 4 erreicht wird. Die beweglichen Schaltklinken der Schaltglocke 52 des Freilaufs 58 rutschen bei gleicher Drehzahl des äußeren Differentialkorbes 3 mit dem inneren Differentialkorb 4 nicht mehr über die an dem Schraubenschlitten 51 angeordneten Nocken des Freilaufs 58, sondern legen sich bei Erreichen der Synchrondrehzahl an die Nocken an und bauen am Schraubenschlitten 51 ein Verdrehmoment auf. Der Schraubenschlitten 51 wird nun über das Trapezgewinde in die Normalposition bzw. Normalbetrieb axial, in den Fig. 2 und 3 nach links verschoben. Durch die geometrische Zuordnung zwischen den Anlageflächen der Nocken des Schraubenschlittens 51 und der Wellen-Nabenverzahnung wird im Normalbetrieb die Zuordnung zwischen der Außenglocken 52 und dem Schraubenschlitten 51 herstellt. Die Außensteckverzahnung des Schraubenschlittens 51 kann somit in die Narbensteckverzahnung der Außenglocke 52 greifen. In dieser Position rutschen die beweglichen Schaltklinken 58 von den Nocken des Schraubenschlittens 51 , da die Steckverzahnung der beiden Teile das Drehmoment abstützt. Wird der Schraubenschlitten 51 nun durch die höhere Drehzahl des äußeren Differentialkorbes 3 relativ zum inneren Differentialkorb 4 weiter axial relativ zu der Schraubenwelle 53 verstellt, drückt die Druckplatte 54 des Schraubenschlittens gegen das Synchronisierelement 55 bzw die Lamellen, wodurch die Lamellen aneinander gepresst werden. Sobald die Lamellen das benötigte Kupplungsmoment übertragen, wird der Vortrieb des Schraubenschlittens gegen die Schraubenwelle 53 blockiert und das Motorantriebsmoment kann über die Steckverzahnung zwischen Außenglocke 52 und Schraubenschlitten 51 und die Schraubenwelle 53 zum inneren Differentialkorb 4 und zu den Rädern geleitet werden. In diesem Normalbetrieb kann also Antriebsdrehmoment zwischen dem Motor über das Achsgetriebe an die Räder übertragen werden. The final drive is in coasting mode and the vehicle rolls above a previously defined limit speed, so that the inner differential carrier 4 rotates freely and independently of the outer differential carrier 3 . The drive train stands still and the Connection to the engine is open or powerless, so that the outer differential carrier 3 is also stationary. In coasting mode, the pawls of the switching bell 52 slide over the cams of the screw carriage 51. If the connection to the engine is now closed, the drive train is accelerated on the engine side. The switching bell 52 of the freewheel 58, which is connected to the outer differential carrier 3 via a toothing, is also accelerated until the speed of the inner differential carrier 4 is reached. When the speed of the outer differential carrier 3 is the same as that of the inner differential carrier 4, the movable pawls of the switching bell 52 of the freewheel 58 no longer slip over the cams of the freewheel 58 arranged on the screw carriage 51, but instead contact the cams when the synchronous speed is reached and build up Screw carriage 51 a twisting moment. The screw carriage 51 is now moved axially via the trapezoidal thread into the normal position or normal operation, in FIGS. 2 and 3 to the left. The assignment between the outer bell 52 and the screw carriage 51 is established during normal operation by the geometric relationship between the contact surfaces of the cams of the screw carriage 51 and the shaft-hub gearing. The outer splines of the screw carriage 51 can thus engage in the hub splines of the outer bell 52 . In this position, the movable pawls 58 slip off the cams of the screw carriage 51 as the splines of the two parts support the torque. If the screw carriage 51 is now further axially adjusted relative to the screw shaft 53 due to the higher speed of the outer differential carrier 3 relative to the inner differential carrier 4, the pressure plate 54 of the screw carriage presses against the synchronizing element 55 or the lamellae, whereby the lamellae are pressed together. As soon as the disks transmit the required clutch torque, the propulsion of the screw carriage against the screw shaft 53 is blocked and the engine drive torque can be routed via the spline between the outer bell 52 and screw carriage 51 and the screw shaft 53 to the inner differential carrier 4 and to the wheels. In this normal operation, drive torque can therefore be transmitted between the engine and the wheels via the axle drive.

Dreht sich der innere Differentialkorb 4 schneller als der äußere Differentialkorb 3, hervorgerufen beispielsweise durch eine Bergabfahrt, wird der Schraubenschlitten 51 durch die relative Drehrichtungsänderung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 über das Trapezgewinde in die Schubposition bewegt. Der Schraubschlitten 51 schiebt sich bei entkoppeltem Antriebsstrang aus der Wellen- Nabenverzahnung zwischen Schraubenschlitten 51 und der Außenglocke 52 und die Schaltklinken 58 der Außenglocke 52 rutschten über die Nocken des Schraubenschlittens 51. Fährt der Schraubenschlitten 51 nun aus der Steckverzahnung, fehlt diesem zum weiteren Verfahren das Gegenmoment und er bleibt direkt an der Verzahnung stehen. Der innere Differentialkorb 4 und der äußere Differentialkorb 3 können sich nun unabhängig voneinander drehen, wodurch die Verbindung zwischen den Abtriebswellen 6, 8 zu der Antriebswelle 1 und damit zum Motor bzw. zum Fahrzeuggetriebe unterbrochen ist und sich die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 im Segelbetrieb befindet (Fig. 3). If the inner differential carrier 4 rotates faster than the outer differential carrier 3, caused for example by driving downhill, the screw slide 51 is moved into the overrun position by the relative change in direction of rotation between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 via the trapezoidal thread. When the drive train is decoupled, the screw carriage 51 slides out of the shaft-hub toothing between the screw carriage 51 and the outer bell 52 and the pawls 58 of the outer bell 52 slip over the cams of the screw carriage 51. If the screw carriage 51 now moves out of the spline, it lacks the counter-torque for further movement and it stops directly at the spline. The inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 can now rotate independently of one another, as a result of which the connection between the output shafts 6, 8 and the drive shaft 1 and thus to the engine or to the vehicle transmission is interrupted and the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, is in coasting mode (Fig 3).

Ist der Schraubenschlitten 51 vollständig von der Schraubenwelle 53 ausgefahren, kann es unter Umständen zu Kontaktgeräuschen kommen. Um diese Kontaktgeräusche zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass der Schraubenschlitten 51 weiter von der Verzahnung der Schraubenwelle 53 verfahren wird. Dies kann beispielsweise durch einen Elektromagneten erfolgen, der den Schraubenschlitten 51 weiter von der Verzahnung der Schraubenwelle 53 fernhält. If the screw carriage 51 is fully extended from the screw shaft 53, contact noise may occur under certain circumstances. In order to prevent this contact noise, it can be provided that the screw carriage 51 is moved further from the toothing of the screw shaft 53 . This can be done, for example, by an electromagnet, which keeps the screw carriage 51 farther away from the toothing of the screw shaft 53 .

Optional kann vorgesehen sein, dass auf den Schraubenschlitten 51 ein Gegenmoment gegen die Aufschraubrichtung der Schraubenwelle 53 aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem Bremskräfte durch Wirbelströme auf den Schraubenschlitten 51 eingeleitet werden. Gemäß linker Handregel werden die freibeweglichen Elektronen im Schraubenschlitten 51 zur Seite gedrückt. Es entsteht ein Spannungspotential, somit fließt ein Strom, der wiederum eine Kraft, die entgegen der Bewegungsrichtung zur Schraubenwelle 53 gerichtet ist, hervorruft. Diese Bremskraft erzeugt an der Oberfläche des Schraubenschlittens 51 das gewünschte Gegenmoment und bewirkt dadurch, dass der Schraubenschlitten 51 unabhängig von der Schraubenwelle 53 drehen kann, ohne dass das Trapezgewinde in diesen eingreift. Optionally, it can be provided that a counter-torque is applied to the screw carriage 51 against the direction in which the screw shaft 53 is screwed on. This can be achieved, for example, by introducing braking forces to the screw carriage 51 by means of eddy currents. According to the left-hand rule, the freely moving electrons in the screw slide 51 are pushed to the side. A voltage potential is created, so a current flows, which in turn produces a force that is directed against the direction of movement to the screw shaft 53 . This braking force generates the desired counter-torque on the surface of the screw carriage 51 and thereby causes the screw carriage 51 to rotate independently of the screw shaft 53 without the trapezoidal thread engaging in it.

Um weiter Energie zu sparen, kann vorgesehen sein, dass die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 zum Beschleunigen des Antriebsstranges verwendet wird. Das Fahrzeug befindet sich im Segelbetrieb und rollt oberhalb einer Grenzgeschwindigkeit, sodass sich der innere Differentialkorb 4 relativ zum äußeren Differentialkorb 3 frei dreht. Der Antriebsstrang steht still, die Verbindung zum Motor ist offen bzw. kraftlos, sodass auch der äußere Differentialkorb 3 stillsteht. Durch Verbinden des rotierenden Antriebsstranges mit dem Motor soll dieser möglichst ohne elektromechanische Unterstützung gestartet werden. Dies setzt voraus, dass er Antriebsstrang, der sich im Segelbetrieb befindet, rotiert. Um einen rotierenden Antriebsstrang zu erreichen, kann das Synchronisierungselement 55 bzw. die Lamellenkupplung benutzt werden. Die Lamellenkupplung stellt dann die Verbindung des Antriebsstranges mit den rotierenden Rädern des Fahrzeuges her, beschleunigt den Antriebsstrang und nutzt somit die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Anschleppen des Motors. Hierzu wird die Stelleinheit 57 bzw der Schraubenschlitten 51 im Segelbetrieb durch eine Betätigungsvorrichtung wie zb einen Elektromagneten, wie zuvor beschrieben, festgehalten. Wird nun der Schraubenschlitten 51 weiter entgegen der Schraubenwelle 53 verschoben drückt dieser beispielsweise gegen einen nicht dargestellten Kolben mit Ölreservoir und Druck wird in dem Kolben aufgebaut. Dieser Druck wird dann zum Anpressen der Lamellen der Lamellenkupplung genutzt werden. In order to further save energy, provision can be made for the connection device 5, which is dependent on the direction of rotation, to be used for accelerating the drive train. The vehicle is coasting and is rolling above a limit speed, so that the inner differential carrier 4 rotates freely relative to the outer differential carrier 3 . The drive train is at a standstill, the connection to the engine is open or powerless, so that the outer differential carrier 3 is also at a standstill. By connecting the rotating drive train to the engine, it should be started without electromechanical support if possible. This presupposes that the drive train, which is coasting, rotates. In order to achieve a rotating drive train, the synchronization element 55 or the multi-plate clutch can be used. The multi-plate clutch then provides the connection between the drive train and the rotating wheels of the vehicle, accelerates the drive train and thus uses the kinetic energy of the vehicle to tow the engine. For this purpose, the control unit 57 or the screw carriage 51 is held in place in coasting operation by an actuating device such as an electromagnet, as described above. If the screw carriage 51 is now displaced further against the screw shaft 53, it presses, for example, against a piston with an oil reservoir (not shown), and pressure is built up in the piston. This pressure is then used to press the plates of the multi-plate clutch.

Wird nun der Schraubenschlitten 51 weiter axial auf die Schraubenwelle 53 geschoben, wird wieder ein Kontakt zwischen den Lamellen der Lamellenkupplung hergestellt und der äußere Differentialkorb 3 und somit der Antriebsstrang beschleunigt. Die Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb 4 und dem äußeren Differentialkorb 3 wird durch die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung 5 bei gleicher Drehzahl zwischen innerem Differentialkorb 4 und äußerem Differentialkorb 3 geschlossen und so die Verbindung zwischen den Rädern und dem Motor geschlossen, sodass dieser beschleunigt und gestartet werden kann. If the screw carriage 51 is now pushed further axially onto the screw shaft 53, contact is established again between the disks of the disk clutch and the outer differential carrier 3 and thus the drive train are accelerated. The connection between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3 is closed by the direction-of-rotation-dependent connecting device 5 at the same speed between the inner differential carrier 4 and the outer differential carrier 3, thus closing the connection between the wheels and the engine so that it can be accelerated and started.

Optional kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsvorrichtung 5, 7 jeweils eine Sicherheitseinheit zum Schutz des Synchronisierelementes 55 gegen Überlast aufweisen. So kann beispielsweise eine in die Lamellenkupplung integrierte Druckfeder oder ein Anschlag das Verstellmoment bzw. die Verstellbewegung innerhalb der Verbindungsvorrichtung 5, 7 begrenzen. It can optionally be provided that the connecting device 5, 7 each have a safety unit for protecting the synchronizing element 55 against overload. For example, a compression spring integrated into the multi-plate clutch or a stop can limit the adjustment moment or the adjustment movement within the connecting device 5, 7.

Erfindungsgemäß ist das Achsgetriebe in einem Fahrzeug eingebaut, sodass der äußere Differentialkorb 3 über das Fahrzeuggetriebe mit dem Motor des Fahrzeugs verbunden ist und die Räder des Fahrzeugs mit den Abtriebswellen 6, 8 des Achsgetriebes verbunden sind. Das jeweilige Fahrzeug kann beispielsweise ein Auto, ein Klein-LKW oder ein LKW sein, das elektrisch oder über Treib- bzw Brennstoffe angetrieben wird. According to the invention, the transaxle is installed in a vehicle so that the outer differential carrier 3 is connected to the engine of the vehicle via the vehicle transmission and the wheels of the vehicle are connected to the output shafts 6, 8 of the transaxle. The respective vehicle can be, for example, a car, a small truck or a truck that is electrically powered or powered by fuel or combustibles.

Alternativ kann das Fahrzeug einen Akku aufweisen, der über einen Generator derart mit dem Achsgetriebe verbunden ist, dass im Segelbetrieb über einen stromerzeugenden Generator ein Bremsmoment über das Achsgetriebe auf die Räder übertragen wird und derart der Akku geladen und/oder elektrische Teile des Fahrzeugs betrieben werden. Alternatively, the vehicle can have a battery that is connected to the axle drive via a generator in such a way that, in coasting mode, a braking torque is transmitted via the axle drive to the wheels via a generator that generates electricity, and the battery is charged and/or electrical parts of the vehicle are operated in this way .

Claims

Patentansprüche patent claims

1. Achsgetriebe zum gesteuerten Stilllegen des Antriebsstranges eines Fahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle (1 ), die über ein Differentialgetriebe (9) mit zwei Abtriebswellen (6, 8) drehmomentübertragend verbunden ist, und wobei das Differentialgetriebe (9) einen inneren Differentialkorb (4) aufweist und innerhalb des Gehäuses des Achsgetriebes drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (1 ) und dem Differentialgetriebe (9) ein äußerer Differentialkorb (3) angeordnet ist, wobei der äußere Differentialkorb (3) mit der Antriebswelle (1), insbesondere über ein Antriebszahnradpaar (2), drehmomentübertragend verbunden ist, wobei der innere Differentialkorb (4) des Differentialgetriebes (9) über zumindest eine Verbindungsvorrichtung (5, 7) mit dem äußeren Differentialkorb (3) verbunden ist, und dass das Achsgetriebe ein Steuerungssystem (30) zur Steuerung der Verbindungsvorrichtung (5, 7) aufweist, wobei die Verbindungsvorrichtung (5, 7) und das Steuerungssystem (30) derart ausgebildet sind, dass mittels des Steuerungssystems (30) die Verbindungsvorrichtung (5, 7) zwischen einem Normalbetrieb und einem Segelbetrieb des Achsgetriebes verstellbar ist, wobei im Normalbetrieb des Achsgetriebes der äußere Differentialkorb (3) mit dem inneren Differentialkorb (4) drehmomentübertragend über die Verbindungsvorrichtung (5, 7) verbunden ist, und wobei im Segelbetrieb des Achsgetriebes die Verbindungsvorrichtung (5, 7) geöffnet ist, sodass der innere Differentialkorb (4) relativ zum äußeren Differentialkorb (3) derart entkoppelt frei drehbar ist, dass die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle (1) und den Abtriebswellen (6, 8) unterbrochen ist. 1. Axle transmission for the controlled shutdown of the drive train of a vehicle, comprising a drive shaft (1) which is connected via a differential gear (9) to two output shafts (6, 8) in a torque-transmitting manner, and the differential gear (9) has an inner differential carrier (4) and is rotatably mounted within the housing of the axle drive, characterized in that an outer differential carrier (3) is arranged between the drive shaft (1) and the differential gear (9), the outer differential carrier (3) being connected to the drive shaft (1), in particular via a pair of drive gears (2), is connected in a torque-transmitting manner, the inner differential carrier (4) of the differential gear (9) being connected to the outer differential carrier (3) via at least one connecting device (5, 7), and that the axle drive has a control system ( 30) for controlling the connecting device (5, 7), wherein the connecting device (5, 7) and the control gsystem (30) are designed in such a way that the connecting device (5, 7) can be adjusted between normal operation and coasting operation of the axle drive by means of the control system (30), with the outer differential carrier (3) being connected to the inner differential carrier (4 ) is connected in a torque-transmitting manner via the connecting device (5, 7), and the connecting device (5, 7) is open when the axle drive is coasting, so that the inner differential carrier (4) can be freely rotated relative to the outer differential carrier (3) in such a decoupled manner that the torque-transmitting connection between the input shaft (1) and the output shafts (6, 8) is interrupted.

2. Achsgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Differentialkorb (3) um den inneren Differentialkorb (4) herum und zum inneren Differentialkorb (4) in einer gemeinsamen Drehachse angeordnet ist. 2. Axle transmission according to claim 1, characterized in that the outer differential carrier (3) around the inner differential carrier (4) and the inner differential carrier (4) is arranged in a common axis of rotation.

3. Achsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (5, 7) als, insbesondere elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch oder magnetisch betätigte, formschlüssige Schaltkupplung, vorzugsweise als schaltbare Klauenkupplung, ausgebildet ist. 3. Axle transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting device (5, 7) as, in particular electrically or hydraulically or mechanically or magnetically actuated, form-fitting clutch, preferably as a switchable claw clutch, is formed.

4. Achsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (5, 7) als selbstsynchronisierende Schaltkupplung ausgebildet ist und ein kraftschlüssiges, insbesondere reibschlüssiges, Synchronisierelement (55), insbesondere eine Lamellenkupplung und/oder Synchronisierungsringe, aufweist, wobei das Synchronisierelement (55) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass bei Umschalten des Segelbetriebs in den Normalbetrieb mittels des Synchronisierelements (55) ein Angleich der Drehzahlen des äußeren Differentialkorbs (3) des Differentialgetriebes (9) mit dem inneren Differentialkorb (4) erzielbar ist und nach Angleich der Synchrondrehzahl des inneren Differentialkorbs (4) mit dem äußeren Differentialkorb (3) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb (4) und dem äußeren Differentialkorb (3) mittels der Verbindungsvorrichtung (5, 7) herstellbar ist. 4. Axle transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting device (5, 7) is designed as a self-synchronizing clutch and has a non-positive, in particular frictional, synchronizing element (55), in particular a multi-plate clutch and/or synchronizing rings, the synchronizing element (55) is designed and arranged in such a way that when switching from coasting mode to normal mode, the synchronization element (55) can be used to match the speeds of the outer differential carrier (3) of the differential gear (9) with the inner differential carrier (4) and after adjustment the synchronous speed of the inner differential carrier (4) with the outer differential carrier (3), a positive connection between the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3) can be produced by means of the connecting device (5, 7).

5. Achsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (5) als drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung (5) ausgebildet ist, wobei die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung (5) weiters eine Stelleinheit (57) umfasst, wobei die Stelleinheit (57) derart ausgebildet ist, dass bei einer zuvor definierten Drehrichtung und/oder Drehzahldifferenz der Abtriebswellen (6, 8) und/oder des inneren Differentialkorbs (4) zum äußeren Differentialkorb (3) die Stelleinheit (57) das Synchronisierelement (55) derart in einen Zugbetrieb verstellt, dass mittels des Synchronisierelements (55) ein Angleich der Drehzahlen des inneren Differentialkorbs (4) des Differentialgetriebes (9) mit dem äußeren Differentialkorb (3) erzielbar ist und nach Angleich der Synchrondrehzahl des inneren Differentialkorbs (4) mit dem äußeren Differentialkorb (3) eine formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb (4) und dem äußeren Differentialkorb (3) mittels der Verbindungsvorrichtung (5) herstellbar ist, wobei die Stelleinheit (57) weiters derart ausgebildet ist, dass bei Vorliegen einer zuvor definierten Drehzahldifferenz die formschlüssige Verbindung zwischen dem inneren Differentialkorb (4) und dem äußeren Differentialkorb (3) durch die Stelleinheit (57) gelöst, und das Achsgetriebe in den Segelbetrieb verstellt wird, sodass die drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle (1 ) und den Abtriebswellen (6, 8) unterbrochen ist. 5. Axle transmission according to claim 4, characterized in that the connecting device (5) is designed as a direction of rotation dependent connecting device (5), wherein the direction of rotation dependent connecting device (5) further comprises an actuating unit (57), wherein the actuating unit (57) is designed such that that with a previously defined direction of rotation and/or speed difference between the output shafts (6, 8) and/or the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3), the actuating unit (57) adjusts the synchronizing element (55) to traction operation in such a way that of the synchronizing element (55) an adjustment of the speeds of the inner differential carrier (4) of the differential gear (9) with the outer differential carrier (3) can be achieved and after adjustment of the synchronous speed of the inner differential carrier (4) with the outer differential carrier (3) a positive connection between the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3) by means of Connecting device (5) can be produced, wherein the actuating unit (57) is further designed in such a way that the positive connection between the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3) is released by the actuating unit (57) when there is a previously defined speed difference, and the final drive is adjusted to coasting operation, so that the torque-transmitting connection between the drive shaft (1) and the output shafts (6, 8) is interrupted.

6. Achsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (57) eine Schraubenwelle (53) und einen Schraubenschlitten (51) aufweist, 18 wobei die Schraubenwelle (53) mit dem inneren Differentialkorb (4) und der Schraubenschlitten (51) mit dem äußeren Differentialkorb (3) oder die Schraubenwelle6. Axle drive according to claim 5, characterized in that the adjusting unit (57) has a screw shaft (53) and a screw slide (51), 18 wherein the screw shaft (53) with the inner differential carrier (4) and the screw slide (51) with the outer differential carrier (3) or the screw shaft

(53) mit dem äußeren Differentialkorb (3) und der Schraubenschlitten (51 ) mit dem inneren Differentialkorb (4) drehsteif verbunden sind, wobei die Schraubenwelle (53) und der Schraubenschlitten (51 ) jeweils eine Druckplatte(53) with the outer differential carrier (3) and the screw slide (51) with the inner differential carrier (4) are torsionally rigidly connected, the screw shaft (53) and the screw slide (51) each having a pressure plate

(54) aufweisen, zwischen denen das Synchronisierelement (55), insbesondere eine Anzahl von Lamellen einer Lamellenkupplung, angeordnet ist, und wobei die Schraubenwelle (53) und der Schraubenschlitten (51) über ein Gewinde, insbesondere Trapezgewinde, in axialer Richtung des inneren Differentialkorbs (4) derart bewegbar zueinander angeordnet sind, dass (54), between which the synchronizing element (55), in particular a number of disks of a disk clutch, is arranged, and wherein the screw shaft (53) and the screw carriage (51) have a thread, in particular a trapezoidal thread, in the axial direction of the inner differential carrier (4) are arranged such that they can be moved in relation to one another such that

- bei Verstellung des Synchronisierelements (55) in den Zugbetrieb der Abstand der Schraubenwelle (53) und des Schraubenschlittens (51) in axialer Richtung zueinander verringert wird und mittels des Synchronisierelements die Synchronisierung der Drehzahlen des inneren Differentialkorbs (4) des Differentialgetriebes (9) mit dem äußeren Differentialkorb (3) erzielbar ist, und- when the synchronizing element (55) is adjusted to traction operation, the distance between the screw shaft (53) and the screw carriage (51) in the axial direction is reduced and the synchronization of the speeds of the inner differential carrier (4) of the differential gear (9) with the synchronizing element the outer differential carrier (3) is achievable, and

- bei Verstellung aus dem Normalbetrieb in den Segelbetrieb der Abstand zwischen der Schraubenwelle (53) und dem Schraubenschlitten (51) in axialer Richtung zueinander vergrößert wird, sodass der innere Differentialkorb (4) relativ zum äußeren Differentialkorb frei drehbar ist. - When adjusting from normal operation to coasting operation, the distance between the screw shaft (53) and the screw carriage (51) is increased in the axial direction so that the inner differential carrier (4) can rotate freely relative to the outer differential carrier.

7. Achsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehrichtungsabhängige Verbindungsvorrichtung (5) einen Freilauf umfasst, wobei der Freilauf derart zwischen dem inneren Differentialkorb (4) und dem äußeren Differentialkorb (3) angeordnet ist, dass bei größerer Drehzahl des inneren Differentialkorbs (4) relativ zum äußeren Differentialkorb (3) im Segelbetrieb eine Drehmomentesübertragung vom inneren Differentialkorb (4) zum äußeren Differentialkorb7. Axle transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the connection device (5), which is dependent on the direction of rotation, comprises a freewheel, the freewheel being arranged between the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3) such that at higher speeds the inner differential carrier (4) relative to the outer differential carrier (3) in coasting mode, a torque transmission from the inner differential carrier (4) to the outer differential carrier

(3) unterbunden ist, und wobei im Normalbetrieb bei gleicher oder geringerer Drehzahl des inneren Differentialkorbs (4) relativ zum äußeren Differentialkorb (3) eine Drehmomentübertragung vom äußeren Differentialkorb (3) zum inneren Differentialkorb(3) is prevented, and in normal operation at the same or lower speed of the inner differential carrier (4) relative to the outer differential carrier (3) a torque transmission from the outer differential carrier (3) to the inner differential carrier

(4) bewirkt wird. (4) is effected.

8. Achsgetriebe nach einem der Ansprüche, 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass die Verbindungsvorrichtung (5, 7) eine Sicherheitseinheit zum Schutz des Synchronisierelements (55) gegen Überlast aufweist. 8. Axle transmission according to one of claims 4 to 7, characterized in that the connecting device (5, 7) has a safety unit for protecting the synchronizing element (55) against overload.

9. Achsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsgetriebe zwei Verbindungsvorrichtungen (5, 7) aufweist, 19 wobei die erste Verbindungsvorrichtung (7) derart ausgebildet ist, dass diese mittels des Steuerungssystem (30) zwischen dem Zugbetrieb und Segelbetrieb verstellbar ist, und wobei das Achsgetriebe mittels der zweiten Verbindungsvorrichtung (5) zwischen dem Normalbetrieb und dem Segelbetrieb verstellbar ist, wobei die erste Verbindungsvorrichtung (7) insbesondere derart ausgebildet ist, dass im ström- bzw. energielosen Zustand der Verbindungsvorrichtung die Verbindung zwischen dem innern Differentialkorb (4) und dem äußeren Differentialkorb (3) geschlossen ist. 9. Axle transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the axle transmission has two connecting devices (5, 7), 19 wherein the first connecting device (7) is designed in such a way that it can be adjusted between traction mode and coasting mode by means of the control system (30), and wherein the final drive can be adjusted between normal mode and coasting mode by means of the second connecting device (5), wherein the first connecting device (7) is designed in particular in such a way that the connection between the inner differential carrier (4) and the outer differential carrier (3) is closed when there is no current or energy in the connecting device.

10. Fahrzeug, insbesondere LLKW, umfassen einen Motor und ein Fahrzeuggetriebe, insbesondere ein Automatikgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe oder ein Schaltgetriebe, sowie zumindest zwei mit dem Schaltgetriebe verbundene, durch den Motor angetriebene Räder, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Achsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, wobei die Antriebswelle (1) des Achsgetriebes mit dem Fahrzeuggetriebe und die Räder und/oder deren Achsen jeweils mit einem der Abtriebswellen (6, 8) drehmomentübertragend verbunden sind. 10. The vehicle, in particular light commercial vehicles, comprises an engine and a vehicle transmission, in particular an automatic transmission or an automated manual transmission or a manual transmission, and at least two wheels connected to the manual transmission and driven by the engine, characterized in that the vehicle has an axle drive according to one of the Claims 1 to 9, wherein the drive shaft (1) of the axle drive is connected to the vehicle transmission and the wheels and/or their axles are each connected to one of the output shafts (6, 8) in a torque-transmitting manner.

11 . Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor derart über das Achsgetriebe mit den Rädern verbunden ist, dass im Normalbetrieb Drehmoment von dem Motor über das Achsgetriebe an den äußeren Differentialkorb (3) und über diesen an das Fahrzeug einen Akku aufweist, wobei der Akku über einen Generator derart mit dem Achsgetriebe verbunden ist, dass über einen stromerzeugenden Generator ein Bremsmoment über das Achsgetriebe auf die Räder übertragen und derart der Akku geladen wird und/oder elektrische Teile des Fahrzeugs betrieben werden. 11 . Vehicle according to Claim 10, characterized in that the motor is connected to the wheels via the axle drive in such a way that, in normal operation, torque is transmitted from the motor via the axle drive to the outer differential carrier (3) and via this to the vehicle Battery is connected via a generator to the transaxle in such a way that a braking torque is transmitted via the transaxle to the wheels via a power-generating generator and the battery is charged in this way and/or electrical parts of the vehicle are operated.