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Dokumentenidentifikation DE102006022175A1 15.11.2007
Titel Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Antriebswellen
Anmelder ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Gumpoltsberger, Gerhard, 88045 Friedrichshafen, DE;
Baasch, Detlef, 88045 Friedrichshafen, DE;
Rosemeier, Thomas, Dr., 88074 Meckenbeuren, DE
DE-Anmeldedatum 12.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006022175
Offenlegungstag 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse F16H 48/30(2006.01)A, F, I, 20060512, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 17/35(2006.01)A, L, I, 20060512, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (Ab1, Ab2) vorgeschlagen, umfassend zwei koaxial angeordnete Planetensätze (2, 3), die als Differential dienen, wobei die Planetensätze (2, 3) ein gemeinsames Hohlrad (4) aufweisen, welches mit dem Antrieb (An) verbunden ist, wobei die Stege (5, 6) der Planetensätze (2, 3) mit jeweils einer Abtriebswelle (Ab1) bzw. (Ab2) verbunden sind und wobei ein Elektromotor (11) vorgesehen ist, welcher mit den Sonnenrädern (7, 12) der Planetensätze (2, 3) verbunden ist, durch dessen Ansteuerung die Momentenverschiebung zwischen den Antrieben (Ab1, Ab2) erfolgt, der Elektromotor (11), axial betrachtet, an einer Seite der Getriebevorrichtung (1) neben einem Planetensatz (3) und, radial betrachtet, oberhalb einer der Abtriebswellen (Ab2) angeordnet ist, wobei das Sonnenrad (7) des dem Elektromotor (11) abgewandten Planetensatzes (2) durch den Steg (6) des dem Elektromotor (11) zugewandten Planetensatzes herausgeführt und über eine Kegelradverzahnung (13) mit dem Elektromotor (11) verbunden ist und wobei das Sonnenrad (12) des dem Elektromotor (11) zugewandten Planetensatzes (3) über die Kegelradverzahnung (13) mit dem Elektromotor (11) und somit auch mit dem durch den Steg (6) des dem Elektromotor (11) abgewandten Planetensatzes (3) herausgeführten Sonnenrad (7) verbunden ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Getriebevorrichtungen bzw. Überlagerungsgetriebe werden zum Verschieben von Momenten zwischen den Rädern einer Achse in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Hierbei sind neben dem eigentlichen Differential entsprechende Vorrichtungen bzw. Überlagerungseinheiten vorgesehen, wobei für jede Übertragungsrichtung eine Lamellenkupplung vorgesehen ist. Des weiteren sind aus dem Stand der Technik Getriebevorrichtungen bekannt, bei denen als Differential zwei Planetensätze verwendet werden, wobei die Sonnenräder der Planetensätze sowohl miteinander als auch mit einem Elektromotor verbunden sind. Bei diesen Konstruktionen erfolgt die Momentenverschiebung mittels des Elektromotors.

Aus der DE 103 48 959 A1 der Anmelderin ist eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen bekannt, wobei die Planetensätze als Differential dienen. Dabei ist jeweils eine Welle eines Planetensatzes mit einer Antriebswelle verbunden und jeweils eine zweite Welle eines Plantetensatzes mit einer der Abtriebswellen. Darüber hinaus steht jeweils eine dritte Welle der Planetensätze derart mit einer Bremse in Wirkverbindung, dass ein Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeiten der Bremsen variiert. Die DE 103 48 959 beschreibt zusätzlich ein Verfahren zum Steuern und Regeln der bekannten Getriebevorrichtung, bei dem zur Verteilung eines Antriebsmomentes einer Antriebsmaschine zwischen den beiden Abtriebswellen der Getriebevorrichtung die Übertragungsfähigkeiten der beiden Bremsen derart eingestellt werden, dass eine Bremse einen synchronen Zustand aufweist, und die Übertragungsfähigkeit der anderen Bremse zwischen einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert, der einem geschlossenen Zustand der Bremsen entspricht, variiert wird.

Die DE 103 48 960 A1 der Anmelderin beschreibt ebenfalls eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen, wobei die Planetensätze als Differential dienen, und wobei jeweils eine Welle eines Planetensatzes mit einer Antriebswelle verbunden ist. Des weiteren stellt jeweils eine Welle eines Planetensatzes eine der Abtriebswellen dar, wobei jeweils wenigstens eine weitere Welle eines Planetensatzes mit einer Welle eines weiteren Planetensatzes wirkverbunden ist. Hierbei ist ein betriebszustandsabhängiges Moment einer Welle in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle über die Wirkverbindung derart abstützbar, dass bei Auftreten eines Drehzahlunterschieds zwischen den Abtriebswellen über die Wirkverbindung ein den Drehzahlunterschied veränderndes Moment an den Planetensätzen anliegt.

Die deutsche Offenlegungsschrift 2 017 716 beschreibt ein Lenkgetriebe für Raupenfahrzeuge, insbesondere für Pistenraupen, bestehend aus einem Antriebsritzel, einem damit in Eingriff stehenden, mit einem inneren Getriebegehäuse fest verbundenen Tellerrad, sowie im Gehäuse drehbar gelagerten Ausgleichsrädern und mindestens zwei Abtriebswellen. Dabei ist diesem bekannten Differentialgetriebe ein zweites Differentialgetriebe überlagert, wobei die eine oder die andere Seite des überlagerten Differentials ganz oder teilweise abbremsbar ist.

Des weiteren ist aus der DE 697 10 033 T2 ein Differentialgetriebe bekannt, umfassend ein drehbares Bauteil auf der Eingangsseite zur Aufnahme einer externen Antriebskraft, zwei drehbare Bauteile auf der Ausgangsseite, die koaxial zu der Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils angeordnet sind, ein Getriebegehäuse, in dem das eingangsseitige Bauteil und die ausgangsseitigen Bauteile frei drehbar gelagert sind, wobei eine Drehkraft des eingangsseitigen drehbaren Bauteils auf die ausgangsseitigen drehbaren Bauteile übertragen wird, während eine unterschiedliche Drehzahl zwischen den ausgangsseitigen drehbaren Bauteilen zugelassen wird.

Dieses Differentialgetriebe umfasst zudem ein erstes eingangsseitiges Zahnrad, das auf dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil an dessen einem axialen Ende angebracht ist, welches zusammen mit dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil drehbar ist, ein zweites eingangsseitiges Zahnrad, das an dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil angebracht ist und zusammen mit diesem drehbar ist, ein erstes ausgangsseitiges Zahnrad mit einem Verzögerungsverhältnis, das größer oder kleiner in Bezug auf das erste eingangsseitige Zahnrad ist, wobei das erste ausgangsseitige Zahnrad zusammen mit den ausgangsseitigen drehbaren Bauteilen drehbar ist, ein zweites ausgangsseitiges Zahnrad mit einem Verzögerungsverhältnis, das kleiner oder größer in Bezug auf das zweite eingangsseitige Zahnrad ist, wenigstens ein Planetenrad, das mit dem ersten eingangsseitigen Zahnrad und dem ersten ausgangsseitigen Zahnrad kämmt und wenigstens ein zweites Planetenrad, das mit dem zweiten eingangsseitigen Zahnrad und dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad kämmt.

Bei dem Getriebe gemäß der DE 697 10 033 T2 ist das zweite eingangsseitige Zahnrad an dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil an einem axialen Ende angeordnet, wobei das zweite ausgangsseitige Zahnrad koaxial drehbar mit einem der ausgangsseitigen drehbaren Bauteile ist. Des weiteren weist das Differentialgetriebe einen Träger auf, der das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad so abstützt, dass sich diese um ihre eigenen Achsen drehen können und um die Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils umlaufen.

Ferner ist eine erste Drehsteuerung zur Steuerung der Drehung des Trägers um die Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils mit beliebiger Steuerkraft und eine zweite Drehsteuerung zur Steuerung der Drehung des zweiten ausgangsseitigen Zahnrades mit beliebiger Steuerkraft vorgesehen, wobei die Drehsteuerungen eine Anzahl von Reibplatten umfassen, die zusammen mit dem Träger oder dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad drehbar sind, sowie eine Anzahl von Reibplatten, die gemeinsam mit dem Gehäuse drehbar sind; ferner sind Druckmittel zum Zusammendrücken der Reibplatten mit beliebiger Druckkraft vorgesehen. Dieses bekannte Getriebe umfasst in nachteiliger Weise eine große Anzahl an Bauteilen; zudem sind die Herstellungs- und Montagekosten hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen anzugeben, umfassend zwei als Differential dienende Planetensätze, wobei die Momentenverschiebung zwischen den Rädern einer Achse mittels des Elektromotors erfolgt, bei der an einer Seite der das Differential bildenden Planetensätze Bauraum für die Überlagerungseinrichtung zur Verfügung gestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung und Vorteile gehen aus dem Unteranspruch hervor.

Demnach wird eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen vorgeschlagen, umfassend zwei Planetensätze, die vorzugsweise koaxial zueinander hintereinander angeordnet sind und als Differential dienen, wobei die Planetensätze ein gemeinsames Hohlrad aufweisen, welches mit dem Antrieb verbunden ist, wobei die Stege der Planetensätze mit jeweils einer Abtriebswelle verbunden sind, und wobei ein Elektromotor vorgesehen ist, welcher mit dem Sonnenrädern der Planetensätze verbunden ist, durch dessen Ansteuerung die Momentenverschiebung zwischen den Abtrieben erfolgt. Der Elektromotor ist erfindungsgemäß axial betrachtet an einer Seite der Getriebevorrichtung neben einem Planetensatz angeordnet und radial betrachtet oberhalb einer der Abtriebswellen.

Gemäß der Erfindung ist das Sonnenrad des dem Elektromotor abgewandten Planetensatzes durch den Steg des dem Elektromotor zugewandten Planetensatzes herausgeführt und über eine Kegelradverzahnung mit dem Elektromotor verbunden; das Sonnenrad des dem Elektromotor zugewandten Planetensatzes ist über die Kegelradverzahnung mit dem Elektromotor und somit auch mit dem durch den Steg des dem Elektromotor zugewandten Planetensatzes herausgeführten Sonnenrad verbunden.

Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Sonnenrad des dem Motor abgewandten Planetensatzes mittels eines zusätzlichen Planeten durch den Steg des dem Motor zugewandten Planetensatzes herausgeführt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch darstellt, beispielhaft näher erläutert.

Bezugnehmend auf die beigefügte Figur umfasst die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung 1 einen ersten, dem Elektromotor 11 abgewandten Planetensatz 2 und einen zweiten, dem Elektromotor 11 zugewandten Planetensatz 3, die ein gemeinsames Hohlrad 4 aufweisen, welches mit dem Antrieb An verbunden ist, wobei die Stege 5, 6 der Planetensätze 2 bzw. 3 mit jeweils einer Abtriebswelle Ab1 bzw. Ab2 verbunden sind. Das Sonnenrad 7 des ersten Planetensatzes 2 ist hierbei mittels eines zusätzlichen axial betrachtet zwischen den Planetensätzen 2, 3 angeordneten Planeten 8, umfassend zwei Zahnräder 9, 10 mit gleicher Zähnezahl, durch den Steg 6 des zweiten Planetensatzes herausgeführt und vorzugsweise über eine Kegelradverzahnung 13 mit einem Elektromotor 11 verbunden.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Sonnenrad 12 des zweiten Planetensatzes 3 über die Kegelradverzahnung 13 mit dem Elektromotor 11 und somit auch mit dem mittels des Planeten 8 durch den Steg 6 des zweiten Planetensatzes herausgeführten Sonnenrad 7 des ersten Planetensatzes 2 verbunden. Die Momentenverschiebung zwischen den Abtrieben Ab1, Ab2 erfolgt durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 11.

Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Getriebevorrichtung, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1
Getriebevorrichtung
2
Planetensatz
3
Planetensatz
4
Hohlrad
5
Steg des Planetensatzes 2
6
Steg des Planetensatzes 3
7
Sonnenrad des Planetensatzes 2
8
Planet
9
Zahnrad des Planeten 8
10
Zahnrad des Planeten 8
11
Elektromotor
12
Sonnenrad des Planetensatzes 3
13
Kegelverzahnung
An
Antrieb
Ab1
Abtrieb
Ab2
Abtrieb


Anspruch[de]
Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (Ab1, Ab2), umfassend zwei koaxial angeordnete Planetensätze (2, 3), die als Differential dienen, wobei die Planetensätze (2, 3) ein gemeinsames Hohlrad (4) aufweisen, welches mit dem Antrieb (An) verbunden ist, wobei die Stege (5, 6) der Planetensätze (2, 3) mit jeweils einer Abtriebswelle (Ab1) bzw. (Ab2) verbunden sind, und wobei ein Elektromotor (11) vorgesehen ist, welcher mit dem Sonnenrädern (7, 12) der Planetensätze (2, 3) verbunden ist, durch dessen Ansteuerung die Momentenverschiebung zwischen den Abtrieben (Ab1, Ab2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11) axial betrachtet an einer Seite der Getriebevorrichtung (1) neben einem Planetensatz (3) und radial betrachtet oberhalb einer der Abtriebswellen (Ab2) angeordnet ist, dass das Sonnenrad (7) des dem Elektromotor (11) abgewandten Planetensatzes (2) durch den Steg (6) des dem Elektromotor (11) zugewandten Planetensatzes herausgeführt und über eine Kegelradverzahnung (13) mit dem Elektromotor (11) verbunden ist, und dass das Sonnenrad (12) des dem Elektromotor (11) zugewandten Planetensatzes (3) über die Kegelradverzahnung (13) mit dem Elektromotor (11) und somit auch mit dem durch den Steg (6) des dem Elektromotor (11) abgewandten Planetensatzes (3) herausgeführten Sonnenrad (7) verbunden ist. Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (Ab1, Ab2), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (7) des dem Elektromotor (11) abgewandten Planetensatzes (2) mittels eines zusätzlichen, axial betrachtet zwischen den Planetensätzen (2, 3) angeordneten Planeten (8), umfassend zwei Zahnräder (9, 10) mit gleicher Zähnezahl, durch den Steg (6) des dem Elektromotor (11) zugewandten Planetensatzes (3) herausgeführt ist.






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