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Title:
GEARBOX FOR DISTRIBUTING A DRIVE TORQUE BETWEEN TWO OUTPUT SHAFTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/033555
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gearbox (1) for distributing a drive torque between two output shafts (2, 3) by means of a triple shaft planetary gear train (5). An activatable active connection (6) is established between two shafts of the planetary gear train (5) by means of a multiplication device (7) and is used to increase a differential rotational speed between the shafts of the planetary gear train, in the activated state. Furthermore, a degree of distribution of the output torque between the two output shafts (2, 3) can be varied by the activation of the active connection (6).

Inventors:
ROEGNER HORST (DE)
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/010796
Publication Date:
April 14, 2005
Filing Date:
September 25, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
ROEGNER HORST (DE)
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
International Classes:
F16H48/22; F16H48/30; (IPC1-7): F16H48/22
Domestic Patent References:
WO2002009966A12002-02-07
Foreign References:
EP0575151A11993-12-22
US5387161A1995-02-07
US4729259A1988-03-08
US5364319A1994-11-15
EP0546733A11993-06-16
US5259476A1993-11-09
EP0841206A21998-05-13
DE3714334A11988-01-14
DE3706506A11987-09-03
EP0424054A21991-04-24
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 10 31 August 1998 (1998-08-31)
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Getriebe (1) zum Verteilen eines Antriebsmoments auf zwei Abtriebswellen (2,3) mit einem dreiwelligen Pla netenradsatz (5), wobei zwischen zwei Wellen des Planeten radsatzes (5) eine mit einer Übersetzungseinrichtung (7) ausgeführte aktivierbare Wirkverbindung (6) vorgesehen ist, über welche in aktiviertem Zustand eine Differenzdrehzahl zwischen den beiden Wellen des Planetenradsatzes (5) verän derbar ist, und wobei ein Verteilungsgrad des Abtriebsmo mentes zwischen den beiden Abtriebswellen (2,3) durch Ak tivieren der Wirkverbindung (6) variierbar ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen zwei Wellen des Planeten radsatzes (5) eine Verbindung (9) herstellbar ist, mittels welcher eine Differenzdrehzahl zwischen diesen Wellen mi nierbar ist, wobei ein Verteilungsgrad des Antriebsmoments zwischen den beiden Abtriebswellen (2,3) durch Herstellen der Verbindung (9) variierbar ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (6) über ein reibschlüssiges Schaltelement (8) zuschaltbar ist, wobei ein über die aktivierbare Wirkverbindung (6) führba rer Anteil des Antriebsmoments in Abhängigkeit einer Über tragungsfähigkeit des Schaltelementes (8) steht.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schaltelement (8) als Kupplung ausgeführt ist.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schaltelement (8) als Bremse ausgeführt ist.
6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (6) über eine elektrische Maschine (18) zuschaltbar ist, wobei ein über die aktivierbare Wirkverbindung (6) führbarer Anteil des Antriebsmoments in Abhängigkeit eines von der Antriebsma schine (18) aktuell abgebbaren Drehmoments steht.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Übersetzungsein richtung (7) der aktivierbaren Wirkverbindung (6) wenigs tens eine Stirnradstufe (7A, 7B) aufweist.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ubersetzungsein richtung (7) der zuschaltbaren Wirkverbindung (6) ein Pla netengetriebe aufweist.
9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass jeweils eine Welle des Planetenge triebes der Übersetzungseinrichtung (7) mit einer der über die Wirkverbindung (6) verbindbaren Wellen des Planetenrad satzes (5) verbunden ist und eine freie Welle des Planeten getriebes der Übersetzungseinrichtung (7) mit dem Schalt element (8) in Wirkverbindung steht.
10. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass jeweils eine Welle des Planetenge triebes der Übersetzungseinrichtung (7) mit einer der über die Wirkverbindung (6) verbindbaren Wellen des Planetenrad satzes (5) verbunden ist und eine freie Welle des Planeten getriebes der Übersetzungseinrichtung (7) mit der elektri schen Maschine (18) wirkverbunden ist.
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da durch g e k e n n z e i c h n e t, dass die über die Wirkverbindung (6) verbindbaren Wellen des Planetenradsat zes (5) und die miteinander über die Verbindung (9) ver bindbaren Wellen des Planetenradsatzes (5) identisch sind.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da durch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine erste Welle des Planetenradsatzes (5) über die Wirkverbindung (6) mit einer zweiten Welle des Planetenradsatzes (5) verbindbar ist und die erste Welle des Planetenradsatzes (5) über die Verbindung (9) zum Minimieren der Differenzdrehzahl mit einer dritten Welle des Plantetenradsatzes verbindbar ist.
Description:
Getriebe zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf zwei Abtriebswellen Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Verteilen ei- nes Antriebsmomentes auf zwei Abtriebswellen mit einem dreiwelligen Planentenradsatz.

Aus der DE 37 14 334 AI ist ein Fahrzeug mit einem Vierradantrieb bekannt, bei dem ein vorderes Zwischenrad- Differenzialgetriebe zwischen vorderen Antriebsachsen, ein hinteres Zwischenrad-Differenzialgetriebe zwischen hinteren Antriebsachsen und ein Zwischenachsen-Differenzialgetriebe zwischen den vorderen und hinteren Antriebsachsen vorgese- hen ist. Darüber hinaus ist das Fahrzeug mit einem Getriebe ausgeführt, welches mit seiner Abtriebswelle quer zum Fahr- zeug angeordnet ist. Das Zwischenachsen-Differenzialgetrie- be umfasst zwei Planetenradgruppen, welche auf einer der vorderen Antriebsachsen angebracht und mit Kupplungen in Wirkverbindungen stehen, so dass die Planetenradgruppen wahlweise in eine Betriebsstellung gebracht werden können.

Nachteilig dabei ist jedoch, dass der Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den vorderen und hinteren Antriebsachsen des Fahrzeuges in Abhängigkeit des jeweils in dem Kraftfluss des Antriebsstranges des Fahrzeuges zuge- schalteten Planetenradsatzes lediglich zwischen zwei Werten variierbar ist, die durch wechselseitiges Schalten der Pla- netenradgruppen eingestellt werden.

Ein Kraftübertragungssystem für ein vierrad-getriebe- nes Fahrzeug, bei dem der Verteilungsgrad des Antriebsmo- mentes zwischen den Vorder-und Hinterrädern des Fahrzeuges variierbar ist, ist aus der DE 37 06 506 AI bekannt.

Die Antriebsenergie einer Antriebsmaschine wird hier einem Getriebe über eine Kupplung, eine Eingangswelle und weiterhin über einen Planetenradträger eines ersten Plane- tengetriebes übertragen. Das Drehmoment wird auf die Vor- derräder über ein Sonnenrad, eine Vorderantriebswelle, ein Vorderdifferenzial und einen Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes übertragen. Wenn das Kraftfahrzeug bei niedriger oder mittlerer Geschwindigkeit betrieben wird, was den am häufigsten auftretenden Fahrbedingungen ent- spricht, werden von einer Steuereinheit Signale erzeugt, dass einer ersten Kupplung ein maximaler Öldruck und einer zweiten Kupplung kein Öldruck zugeführt wird. In diesem Betriebszustand sind ein Sonnenrad und ein Hohlrad des zweiten Planetengetriebes miteinander gekoppelt, und das Drehmoment wird auf die Hinterräder des Fahrzeuges übertra- gen.

Eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern wird aufgefangen, wenn die Planetenräder des ersten Planetengetriebes um das Sonnenrad im Hohlrad wandern. In diesem Fall arbeitet die Planetengetriebeanord- nung, welche aus den beiden Planetengetrieben besteht, als zentrales Differenzial, und das Fahrzeug wird in einem kon- tinuierlichen Allradbetrieb mit zentralem Differenzial be- trieben. Nachdem auf die Vorder-und Hinterräder ein An- triebsmoment über das Sonnenrad des ersten Planetengetrie- bes bzw. das Hohlrad des ersten Planetengetriebes wirkt, wird das Antriebsmoment entsprechend dem Unterschied zwi- schen den Getriebe-Übersetzungsverhältnissen des Sonnenra- des und des Hohlrades des ersten Planetengetriebes ver- teilt. Dadurch ist der Anteil des Drehmomentes, welcher auf

die Vorderräder übertragen wird, kleiner als der Anteil des Drehmomentes, der auf die Hinterräder geführt wird.

Wenn der Öldruck auf die erste Kupplung abgesenkt und gleichzeitig der Öldruck auf die zweite Kupplung angehoben wird, wird das von der ersten Kupplung übertragene Drehmo- ment reduziert, während gleichzeitig das von der zweiten Kupplung übertragene Drehmoment steigt. Nachdem somit das Antriebsmoment zusätzlich auf eine Vorderantriebswelle über die zweite Kupplung übertragen wird, steigt das auf die Vorderräder wirkende Antriebsmoment. Demzufolge wird gleichzeitig das auf die Hinterräder übertragene Antriebs- moment abgesenkt. Wenn das Kraftfahrzeug auf unebenem Ge- lände betrieben wird, wird vorgeschlagen, beide Kupplungen mit ihrem maximalen Öldruck zu beaufschlagen, so dass das Sonnenrad und das Hohlrad des ersten Planetengetriebes mit- einander gekoppelt sind. In diesem Betriebszustand des ers- ten Planetengetriebes werden die Vorder-und die Hinter- Antriebswelle direkt miteinander verbunden, und die Dreh- zahl der Vorderräder sowie die der Hinterräder ist im We- sentlichen gleich.

Des Weiteren ist ein System zum Verteilen eines An- triebsmomentes eines allradgetriebenen Fahrzeuges aus der EP 0 424 054 A2 bekannt. Dabei wird das Getriebeeingangsmo- ment über ein zentrales Differenzial mit drei miteinander gekoppelten Planetenkörpern und jeweils damit korrespondie- renden Sonnenrädern auf zwei Abtriebswellen verteilt. Dar- über hinaus ist eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, wel- che drei hydraulisch betätigbare reibschlüssige Kupplungen umfasst, wobei zwei der Kupplungen zum Verändern des Ver- teilungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den An- triebsachsen des Fahrzeuges vorgesehen sind. Eine dritte

reibschlüssige Lamellenkupplung der Kupplungseinrichtung steht mit dem Differenzial derart in Wirkverbindung, dass ein Betrieb des Differenzials in Abhängigkeit einer Über- tragungsfähigkeit der dritten Lamellenkupplung beeinfluss- bar ist.

Die WO 02/09966 A1 offenbart ein Getriebe für ein vierrad-getriebenes Fahrzeug, bei dem eine Eingangswelle mit einem Planetenradsatz verbunden ist. Der Planetenrad- satz ist hier als dreiwelliger Planetenradsatz ausgeführt, wobei ein Hohlrad mit der Eingangswelle, ein Sonnenrad mit einer ersten Abtriebswelle und der Planetenträger mit einem Planetengetriebesystem sowie mit einer weiteren Abtriebs- welle des Getriebes wirkverbunden ist. Das Planetengetrie- besystem weist drei Sonnenräder und drei jeweils mit einem Sonnenrad kämmende Planetenräder auf, die integral mitein- ander ausgeführt sind und einen gemeinsamen Planetenträger aufweisen. Der Planetenträger des Planetengetriebesystems und ein Sonnenrad des Planetengetriebesystems stehen je- weils mit einer Bremse in Wirkverbindung, wobei die Bremsen mit einer Kraftquelle in Verbindung stehen und die unabhän- gig voneinander betrieben und von einem elektronischen Steuergerät angesteuert werden. Mit dem elektronischen Steuergerät sind eine Vielzahl von Sensoren verbunden, de- ren Signale von dem elektronischen Steuergerät empfangen und in ein entsprechendes Steuersignal für die beiden Kupp- lungen umgewandelt werden. In Abhängigkeit der Ansteuerung der beiden Kupplungen wird die Ausgangsdrehzahl sowie das Drehmoment, welches auf die Vorderachse geführt wird, und die Abtriebsdrehzahl des Planetengetriebesystems sowie das Drehmoment, welches auf die Hinterachse geführt wird, ein- gestellt.

Diese aus dem Stand der Technik bekannten Allradver- teilersystemen haben jedoch den Nachteil, dass eine vari- able Verteilung des Drehmomentes nur bedingt durchführbar ist und dass sie konstruktiv aufwändig gestaltet sind. Auf- grund der aufwändigen Ausführungen weisen die Allradvertei- lersysteme große äußere Abmessungen auf, was zu einem gro- ßen Bauraumbedarf führt. Darüber hinaus sind die bekannten Allradverteilersysteme nachteilhafterweise durch ein hohes Eigengewicht sowie hohe Herstellkosten gekennzeichnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv einfaches sowie kostengünstig herstellbares Getriebe zur Verfügung zu stellen, mittels welchem ein Verteilungsgrad eines Antriebsmomentes zwischen zwei Abtriebswellen bedarfsgerecht variierbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Getriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen mit einem dreiwelligen Planetenradsatz, bei dem zwischen zwei Wellen des Planetenradsatzes eine mit einer Übersetzungs- einrichtung ausgeführte aktivierbare Wirkverbindung vorge- sehen ist, über welche ein Verteilungsgrad des Antriebsmo- mentes zwischen den beiden Abtriebswellen in zugeschaltetem Zustand variierbar ist, ist ein variable Aufteilung eines Antriebsmomentes auf mehrere Antriebsachse eines Fahrzeuges mit einem geringen konstruktiven Aufwand durchführbar.

Dies wird dadurch erreicht, dass die variable Auftei- lung des Antriebsmomentes mit einem dreiwelligen Planeten- radsatz und zwei zuschaltbaren Verbindungen zwischen je-

weils zwei Wellen des Planetenradsatzes durchgeführt wird.

D. h., dass der Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwi- schen den Antriebsachsen mit wenigen Getriebebauteilen und einem konstruktiv einfach ausgeführten Verteilergetriebe variierbar ist, so dass das Getriebe nach der Erfindung mit einem geringen Bauraumbedarf ausgeführt werden kann.

Des Weiteren sind durch den einfachen konstruktiven Aufbau des erfindungsgemäßen Getriebes das Gesamtgewicht sowie die Herstellkosten gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen reduziert, wodurch sich insbe- sondere auch der Kraftstoffverbrauch eines Allradfahrzeuges vorteilhafterweise verringert.

Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein Getriebe zur Längsverteilung des An- triebsmomentes einer Antriebsmaschine zu einer Vorder-und einer Hinterachse, welches in ein Hauptgetriebe integriert ist oder als eine sogenannte Hang-On-Lösung eines Hauptge- triebes ausgeführt ist. Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ist eine fahrsituationsabhängige, variable Momentenzuord- nung zu den Antriebsachsen eines Fahrzeuges durchführbar, so dass die Fahrstabilität allgemein verbessert wird.

Dazu wird einem Längsdifferenzial, wie einem Planeten- radsatz, eine als Radsatz, Planetenrad-oder Stirnradsatz ausgeführte Übersetzungseinrichtung mit einer geeigneten Übersetzung zugeordnet.

Die aktivierbare Wirkverbindung wird über reibschlüs- sige Schaltelemente, wie Bremsen oder Kupplungen, oder durch Zusatzantriebe, wie beispielsweise eine elektrische Maschine, aktiviert bzw. zugeschaltet. Im aktivierten Zu-

stand der Wirkverbindung ist im Kraftfluss des Getriebes eine Überlagerung einstellbar, mit der ein Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen Antriebsachsen eines Fahr- zeugs ausgehend von einer Grundverteilung des Antriebsmo- mentes des nicht überlagerten Längsdifferenzials in ge- wünschter Art und Weise bedarfsgerecht variiert werden kann.

Dabei liegt bei deaktivierter Wirkverbindung und bei offener Verbindung zur Minimierung einer Differenzdrehzahl zwischen zwei Wellen eines Planetenradsatzes die Grundver- teilung des Antriebsmomentes vor. Diese Grundverteilung kann eine Verteilung des Antriebsmomentes von 30 % auf die Vorderachse und von 70 % auf die Hinterachse sein. Selbst- verständlich können auch andere beliebige Grundverteilungen vorgesehen sein, wobei eine Grundverteilung vorzugsweise derart ist, dass der Hauptteil des Antriebsmomentes an eine der Achsen, d. h. die Vorder-oder die Hinterachse, gelei- tet wird.

Die aktivierbare Wirkverbindung, die zwischen der An- triebswelle und einer der beiden Abtriebswellen des Getrie- bes vorgesehen sein kann und die mit einer Übersetzungsein- richtung, die eine fest eingestellte Übersetzung aufweist, sowie mit einer Einrichtung zum Zuschalten, d. h. einem reibschlüssigen Schaltelement oder einer Antriebsmaschine, ausgeführt ist, bietet die Möglichkeit der Erhöhung des einer Fahrzeugachse zugeführten Drehmomentwertes im Ver- gleich zu einem vor dem Aktivieren der Wirkverbindung zuge- führten eingestellten Wertes auf einfache Art und Weise.

Die aktivierbare Wirkverbindung kann mit einer einzigen oder mehreren Stirnradstufen sowie einer trennenden reib- schlüssigen Kupplung ausgeführt sein, wobei eventuell für

einen Achsversatz zur Vorderachse notwendige Stirnradstufen mit den Stirnrädern, welche für die Beeinflussung des Ver- teilungsgrades des Drehmomentes zwischen den Abtriebswellen des Getriebes verwendet werden, kombiniert sein können.

Für die Variabilität des Verteilungsgrades des An- triebsmomentes zwischen den Abtriebsachsen des Getriebe ist es vorteilhaft, wenn die Übersetzung der Übersetzungsein- richtung derart gewählt ist, dass sich in der Kupplung ein bestimmtes Vorzeichen der Differenzdrehzahl einstellt, die zu einer gewünschten Erhöhung des der jeweils betreffenden Abtriebswelle des Getriebes zugeführten Drehmomentes führt.

Darüber hinaus kann die aktivierbare Wirkverbindung mit einem Planetengetriebe ausgeführt sein, wobei auf der dann bestehenden freien Welle des Planetengetriebes eine reibschlüssige Bremse oder eine elektrische Maschine ange- ordnet ist. Um den Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den Abtriebswellen und somit den Antriebsachsen des Fahrzeugs variieren zu können, ist die Anbindung des Planetengetriebes derart zu wählen, dass die freie Welle des Planetengetriebes bei einem Aufbringen eines Bremsmo- ments zu dem entsprechenden Momentvorzeichen führt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebe- nen Ausführungsbeispielen, bei welchen zur Verbesserung der Übersichtlichkeit für bau-und funktionsgleiche Bauteile die selben Bezugszeichen verwendet werden.

Es zeigt :

Fig. l eine stark schematisierte Darstellung des er- findungsgemäßen Getriebes, wobei eine akti- vierbare Wirkverbindung sowie eine Verbindung zur Minimierung einer Differenzdrehzahl zwi- schen zwei Wellen des Planetenradsatzes vorge- sehen sind ; Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfin- dungsgemäßen Getriebes, wobei die aktivierbare Wirkverbindung und die Verbindung zur Minimie- rung der Drehzahl zwischen den dadurch verbun- denen Wellen jeweils zwischen verschiedenen Wellen des Planetenradsatzes vorgesehen ist ; Fig. 3 eine weitere stark schematisierte Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Getriebes, wobei die aktivierbare Wirkverbindung über eine Kupplung zuschaltbar ist ; Fig. 4 eine stark schematisierte Darstellung des er- findungsgemäßen Getriebes, wobei die aktivier- bare Wirkverbindung und die Verbindung zur Re- duzierung der Differenzdrehzahl parallel zu- einander verlaufen ; Fig. 5 ein erstes Räderschema eines Getriebes nach der Erfindung, wobei die Wirkverbindung und die Verbindung zum Minimieren der Differenz- drehzahl zwischen den selben Wellen des Plane- tenradsatzes vorgesehen sind ;

Fig. 6 ein zweites Räderschema eines Getriebes nach der Erfindung ; Fig. 7 ein drittes Räderschema eines Getriebes gemäß der Erfindung, wobei eine mit einem Planeten- getriebe ausgeführte Übersetzungseinrichtung der aktivierbaren Wirkverbindung mit einem E- lektromotor in Wirkverbindung steht ; Fig. 8 ein viertes Räderschema eines Getriebes nach der Erfindung, wobei die Übersetzungseinrich- tung der aktivierbaren Wirkverbindung mit ei- ner Stirnradstufe ausgeführt ist ; Fig. 9 eine stark schematisierte Darstellung eines Getriebes nach der Erfindung, wobei die über- setzungseinrichtung der aktivierbaren Wirkver- bindung zwei Übersetzungsstufen aufweist ; Fig. 10 ein Räderschema des in Fig. 9 schematisiert dargestellten Getriebes ; und Fig. 11 ein weiteres Räderschema eines erfindungsgemä- ßen Getriebes, wobei eine mit einer Stirnrad- stufe ausgeführte Übersetzungseinrichtung der aktivierbaren Wirkverbindung getriebeeingangs- seitig angeordnet und in zugeschalteten Zu- stand mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes verbunden ist.

Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung ei- nes Getriebes 1 zum Verteilen eines Antriebsmoments auf zwei Abtriebswellen 2,3, wobei die erste Abtriebswelle 2

mit einer Vorderachse eines Fahrzeuges und die zweite Ab- triebswelle 3 mit einer Hinterachse des Fahrzeuges verbun- den ist. Das Antriebsmoment wird über eine Antriebswelle 4, welche mit einer nicht näher dargestellten Getriebeaus- gangswelle eines Hauptgetriebes eines Antriebsstranges des Fahrzeuges verbunden ist, in das Getriebe 1 eingeleitet.

Das Hauptgetriebe ist zur Darstellung verschiedener Über- setzungen vorgesehen und kann jedes an sich bekannte Ge- triebe sein.

Das Getriebe 1 umfasst vorliegend einen dreiwelligen Planetenradsatz 5, wobei eine erste Welle 11 des Planenten- radsatzes 5 mit der Antriebswelle 4, eine zweite Welle 12 des Planetenradsatzes 5 mit der ersten Abtriebswelle 2 und eine dritte Welle 13 des Planetenradsatzes 5 mit der zwei- ten Abtriebswelle 3 verbunden ist.

Des Weiteren ist zwischen der Antriebswelle 4 und der ersten Abtriebswelle 2 eine aktivierbare Wirkverbindung 6 vorgesehen, welche eine Übersetzungseinrichtung 7 und ein reibschlüssiges Schaltelement 8, über welches die Wirkver- bindung 6 aktivierbar ist, aufweist. Zum Aktivieren der Wirkverbindung 6 wird eine Übertragungsfähigkeit des vor- liegend als Lamellenbremse ausgeführten reibschlüssigen Schaltelementes 8 angehoben, die gegen ein gehäusefestes Bauteil 19 des Getriebes 1 abgebremst wird.

Das reibschlüssige Schaltelement 8 ist mit einer frei- en Welle der mit einem Planentengetriebe ausgeführten Über- setzungseinrichtung 7 verbunden und leitet in Abhängigkeit ihrer Übertragungsfähigkeit bedarfsweise ein Bremsmoment in das Planetengetriebe 7 ein. Die Einleitung des Bremsmomen- tes in das Planetengetriebe 7 führt zu einer der Überset-

zung des Planetengetriebes 7 entsprechenden Veränderung der Drehzahlen der über die aktivierbare Wirkverbindung 6 mit- einander verbundenen Antriebswelle 4 und der ersten Ab- triebswelle 2, so dass ein Verteilungsgrad des Antriebsmo- mentes der Antriebswelle 4 zwischen den beiden Abtriebswel- len 2 und 3 verändert wird.

Vorliegend wird bei deaktivierter bzw. geöffneter Wirkverbindung 6 der Vorderachse 30% und der Hinterachse 70% des Antriebsmomentes zugeführt.

Weiterhin ist zwischen der ersten Abtriebswelle 2 und der zweiten Abtriebswelle 3 eine Verbindung 9 herstellbar, mittels welcher eine Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 2,3 minimierbar ist. Dazu ist die Verbin- dung 9 mit einem weiteren reibschlüssigen Schaltelement 10, das vorliegend als Lamellenkupplung ausgeführt ist, in den Kraftfluss des Getriebes 1 zuschaltbar. Das bedeutet, dass bei geöffnetem weiteren Schaltelement 10 zwischen den bei- den Abtriebswellen 2 und 3 die maximal mögliche Differenz- drehzahl vorliegt.

Wird die Übertragungsfähigkeit des weiteren Schaltele- mentes 10 durch eine entsprechende Ansteuerung, beispiels- weise hydraulisch, mechanisch oder elektrisch, angehoben, werden die beiden Abtriebswellen 2 und 3 in zunehmendem Maße miteinander verbunden und die jeweils schnellere Welle der beiden Abtriebswellen 2,3 wird von der jeweils langsa- meren Welle abgebremst. Andererseits wird die langsamere Welle der beiden miteinander verbundenen Abtriebswellen 2 und 3 von der schnelleren Welle beschleunigt, bis die bei- den Abtriebswelle 2 und 3 in synchronem Zustand des Weite-

ren reibschlüssigen Schaltelementes 10 die gleiche Drehzahl aufweisen.

Ab dem Zeitpunkt, zu dem die Verbindung 9 zugeschaltet wird, wird der Verteilungsgrad zwischen der mit der ersten Abtriebswelle 2 verbundenen Vorderachse und der mit der zweiten Abtriebswelle 3 verbundenen Hinterachse ausgehend von dem vorgenannten und in Abhängigkeit der Übersetzung des Planetenradsatzes 5 stehenden Grundverteilungsgrad ver- ändert, wobei den beiden Abtriebswellen 2 und 3 in synchro- nem Zustand des weiteren Schaltelementes 10 jeweils der Anteil des Antriebsmomentes zugeführt wird, der sich aus den jeweiligen Reibwertverhältnissen am Rad ergibt. Dabei können sich Verteilungsgrade des Antriebsmomentes zwischen der Vorder-und der Hinterachse zwischen 100 : 0 und 0 : 100 ergeben.

Die Übersetzung der Übersetzungseinrichtung 7 der ak- tivierbaren Wirkverbindung 6 ist vorliegend derart vorgege- ben, dass in aktiviertem Zustand der Wirkverbindung 6 im Gegensatz zu der Verbindung 9 eine schneller drehende Welle des Planetenradsatzes 5 jeweils von einer über die Wirkver- bindung 6 in Verbindung stehenden langsamer drehenden Welle des Planetenradsatzes 5 beschleunigt werden kann.

Bezug nehmend auf Fig. 1 bedeutet das, dass die Ab- triebswelle 2 von der Antriebswelle 4 bei aktivierter Wirk- verbindung 6 auch dann mit einem Beschleunigungsmoment be- aufschlagt wird, wenn die Antriebswelle 4 eine geringere Drehzahl als die erste Abtriebswelle 2 aufweist.

Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Ge- triebe in einem sogenannten Drei-Quadranten-Betrieb betrie-

ben werden kann und ein Bereich, innerhalb dessen der Ver- teilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Ab- triebswellen 2 und 3 einstellbar ist, größer ist als bei Getrieben, mit welchen lediglich ein 2-Quadranten-Betrieb durchführbar ist.

Nachfolgend sind verschiedene Ausführungsvarianten ei- nes erfindungsgemäßen Getriebes beschrieben, wobei für funktionsgleiche Bauelemente jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Bezug nehmend auf Fig. 2 ist ein zweites Ausführungs- beispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Getriebes 1 stark schematisiert dargestellt. Dabei ist die aktivierbare Wirkverbindung 6 und die Verbindung 9 jeweils zwischen den beiden Abtriebswellen 2 und 3 vorgesehen. Die Anordnung der Verbindung 9 zwischen den beiden Abtriebswellen 2 und 3 des Getriebes 1 führt dazu, dass das weitere Schaltelement 10 der Verbindung 9 kleiner dimensionierbar ist als bei einer Anordnung der Verbindung zwischen der Antriebswelle 4 und einer der beiden Abtriebswellen 2 oder 3 des Getriebes 1.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Ge- triebes 1 gemäß der Erfindung, bei dem die Übersetzungsein- richtung 7 mit einer Stirnradstufe ausgeführt ist und bei der die aktivierbare Wirkverbindung 6 über ein als Lamel- lenkupplung ausgeführtes reibschlüssiges Schaltelement 8 in den Kraftfluss des Getriebes 1 zuschaltbar ist, wobei die Wirkverbindung 6 zwischen der Antriebswelle 4 und der ers- ten Abtriebswelle 2 bzw. der damit verbundenen Vorderachse angeordnet ist.

Die Verbindung 9 ist zwischen den beiden Abtriebswel- len 2 und 3 angeordnet und über das weitere reibschlüssige Schaltelement 10 in der vorbeschriebenen Art und Weise zum Minimieren der Differenzdrehzahl zwischen den beiden Ab- triebswellen 2 und 3 sowie zum Einstellen eines gewünschter Verteilungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebsachsen in den Kraftfluss des Getriebes 1 zuschalt- bar, wobei in synchronem Zustand des weiteren reibschlüssi- gen Schaltelementes 10 der Planetenradsatz 5 verblockt ist, Die Stirnradstufe der Übersetzungseinrichtung 7 bzw. deren Übersetzung ist vorliegend derart ausgeführt, dass die erste Abtriebswelle 2 auch dann von der Antriebswelle 4 ein Beschleunigungsmoment erfährt, wenn die erste Abtriebs- welle 2 eine höhere Drehzahl als die Antriebswelle 4 auf- weist.

Eine vierte Ausführungsform eines Getriebes 1 nach der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei die aktivierbare Wirkverbindung 6 in der gleichen Art und Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel des Getriebes 1 gemäß Fig. 3 ausgeführt ist. Die aktivierbare Wirkverbindung 6 ist bei dem Getriebe 1 gemäß Fig. 4 jedoch wie die Verbindung 9 zwischen den beiden Abtriebsachsen 2 und 3 vorgesehen.

Bezug nehmend auf Fig. 5 bis Fig. 11 sind mehrere Rä- derschemata verschiedener Ausführungsformen eines Getriebes 1 gemäß der Erfindung dargestellt, wobei insbesondere der Planetenradsatz 5 und die jeweilige Verbindung der Wellen 11,12, 13 des Planetenradsatzes 5 mit den beiden Abtriebs- wellen 2 und 3 des Getriebes 1 näher gezeigt wird. Dabei ist die erste Welle 11 des Planetenradsatzes 5 jeweils als Hohlrad, die zweite Welle 12 des Planetenradsatzes 5 als

Planetenträger und die dritte Welle 13 des Planetenradsat- zes 5 als Sonnenrad ausgeführt.

Das Räderschema gemäß Fig. 5 entspricht im wesentli- chen der schematischen Darstellung des Getriebes 1 gemäß Fig. 2, bei welchem sowohl die aktivierbare Wirkverbindung 6 als auch die Verbindung 9 zwischen den beiden Abtriebs- wellen 2 und 3 angeordnet ist. Die Übersetzungseinrichtung 7 ist vorliegend mit einem Planetengetriebe ausgeführt, dessen Sonnenrad 14 mit dem als Lamellenbremse ausgeführten reibschlüssigen Schaltelement 8 verbunden ist. Ein Hohlrad 15 des Planetengetriebes der Übersetzungseinrichtung 7 steht über Planeten 16 mit dem Sonnenrad des Planetenge- triebes der Übersetzungseinrichtung 7 in Wirkverbindung.

Des Weiteren ist das Hohlrad 15 des Planetengetriebes der Übersetzungseinrichtung 7 mit dem Hohlrad 11 des Planeten- radsatzes 5 drehfest verbunden und steht damit mit der zweiten Abtriebswelle 3 in Wirkverbindung. Ein Planetenträ- ger 17 des Planetengetriebes der Übersetzungseinrichtung 7 ist mit dem Sonnenrad 13 des Planetenradsatzes 5 und der Vorderachse 2 verbunden.

Die Verbindung 9 ist zwischen dem Sonnenrad 13 und dem Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5 vorgesehen, so dass der Planetenradsatz 5 bei synchronem oder geschlossenem weite- ren reibschlüssigen Schaltelement 10 verblockt ist und das Antriebsmoment der Antriebswelle 4 auf die erste Abtriebs- welle 2 sowie auf die zweite Abtriebswelle 3 verteilt wird, welche in diesem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelements 10 mit gleicher Drehzahl drehen.

In geöffnetem Zustand des reibschlüssigen Schaltele- mentes 8 ist die Wirkverbindung 6 deaktiviert. Dadurch wer-

den die jeweils über das Sonnenrad 13 und das Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5 in das Planetengetriebe der Über- setzungseinrichtung 7 eingeleiteten Drehmomente im Plane- tengetriebe aufsummiert und auf die frei umlaufende Welle bzw. das Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 7 weitergelei- tet, ohne dass ein Drehzahlausgleich bzw. eine Änderung der Drehzahlen der beiden Wellen 11 und 13 des Planetenradsat- zes 5 erfolgt, da ein entsprechendes Gegenmoment fehlt.

Wird die Übertragungsfähigkeit des reibschlüssigen Schaltelementes 8 erhöht, wird an dem Sonnenrad 14 der Übersetzungseinrichtung 7 ein in Abhängigkeit der Übertra- gungsfähigkeit des Schaltelementes 8 stehendes Abstützmo- ment in das Planetengetriebe 7 geleitet, wodurch sich auf- grund der Übersetzung des Planetengetriebes 7 die Drehzah- len des Planetenträgers 17 und des Hohlrades 15 des Plane- tengetriebes 7 verändern. Die Veränderung führt ebenfalls zu Veränderungen der Drehzahlen des mit dem Planetenträger 17 bzw. dem Hohlrad 15 verbundenen Sonnenrades 13 bzw. des Hohlrades 11 des Planetenradsatzes 5, was wiederum zu einer Veränderung des Verteilungsgrades des Antriebsmomentes zwi- schen den beiden Abtriebswellen 2 und 3 führt.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Räderschema des Getriebes 1, welches sich von dem Räderschema gemäß Fig. 5 dahingehend unterscheidet, dass der Planetenträger 17 des Planetenge- triebes 7 mit dem Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5 und dass das Hohlrad 15 des Planetengetriebes 7 mit dem Sonnen- rad 13 des Planetenradsatzes 5 verbunden ist. Die aktivier- bare Wirkverbindung 6 sowie die Verbindung 9 sind jeweils zwischen den beiden Abtriebswellen 2 und 3 des Planetenrad- satzes 5 vorgesehen und in der gleichen Art und Weise wie zu Fig. 2 beschrieben aktivierbar bzw. zuschaltbar.

Das in Fig. 7 dargestellte Räderschema des Getriebes 1 nach der Erfindung entspricht dem in Fig. 5 dargestellten Räderschema, wobei das Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 7 mit einer elektrischen Maschine 18 wirkverbunden ist. Die elektrische Maschine 18 ist als eine Momentenquelle ausge- führt, von welcher auf das Sonnenrad 14 des Planetengetrie- bes 7 in Abhängigkeit der Betriebsweise der elektrischen Maschine 18 entweder ein Bremsmoment oder ein Antriebsmo- ment aufbringbar ist. Dabei wird die elektrische Maschine 18 entweder generatorisch oder motorisch betrieben.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Räderschema eines er- findungsgemäß ausgeführten Getriebes 1 ist die Überset- zungseinrichtung 7 mit einer über das reibschlüssige Schaltelement 8 zuschaltbaren Stirnradstufe ausgeführt, welche eine Wirkverbindung zwischen der zweiten Abtriebs- welle 3 und der ersten Abtriebswelle 2 und somit zwischen der Vorderachse und der Hinterachse eines Fahrzeuges her- stellt.

Ein über die Antriebswelle 4 in das Getriebe 1 einge- leitetes Antriebsmoment wird über den Planetenträger 12 und Planetenräder 20 des Planetenradsatzes 5 zunächst auf das Sonnenrad 13 des Planetenradsatzes 5 geführt. Von dort aus wird das Antriebsmoment auf ein erstes Zahnrad 21 und ein damit kämmendes zweites Zahnrad 22 geführt. Das zweite Zahnrad 22 ist drehfest mit einer Vorgelegewelle 23 verbun- den, welche über das reibschlüssige Schaltelement 8 mit einem auf der Vorgelegewelle 23 drehbar gelagerten Losrad 24 verbindbar ist.

Ausgehend von dem zweiten Zahnrad 22 wird der der ers- ten Abtriebswelle 2 zuzuführende Teil des Antriebsmomentes auf ein drittes Zahnrad 25, welches drehfest mit der ersten Abtriebswelle 2 verbunden ist, geführt.

Des Weiteren wird das über den Planetenträger 12 des Planetenradsatzes 5 in den Planetenradsatz 5 eingeleitete Antriebsmoment über die Planetenräder 20 des Planetenrad- satzes 5 auf das Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5 und von dort direkt auf die zweite Abtriebswelle 3 geführt.

Wenn das reibschlüssige Schaltelement 8 zum Aktivieren der Wirkverbindung 6 angesteuert und eine Übertragungsfä- higkeit des Schaltelementes 8 derart eingestellt wird, dass über das Schaltelement 8 ein Drehmoment übertragbar ist, wird das Losrad 24 mit der Vorgelegewelle 23 verbunden. In diesem Betriebszustand des Getriebes 1 wird ein Teil des zuvor auf die zweite Abtriebswelle 3 geführten Antriebsmo- mentes nun zu der Vorderachse 2 geführt, wobei die Größe dieses Anteils des Antriebsmomentes von der Übertragungsfä- higkeit des Schaltelementes 8 sowie der Übersetzung der Übersetzungseinrichtung 7 bzw. deren Stirnradstufe abhängt.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines stark schematisiert dargestellten erfindungsgemäßen Getrie- bes 1, und Fig. 10 stellt ein mit dem in Fig. 9 dargestell- ten Getriebe korrespondierendes Räderschema dar. Die akti- vierbare Wirkverbindung 6 bzw. deren Übersetzungseinrich- tung 7 ist hier mit zwei Übersetzungsstufen 7A und 7B aus- geführt. Die Ausgestaltung der Übersetzungseinrichtung 7 mit den beiden Übersetzungsstufen 7A und 7B bietet die Mög- lichkeit, die Übersetzungseinrichtung 7 mit einer größeren Übersetzung bei möglichst geringen Bauteilabmessungen dar-

stellen zu können, was mit einer einzelnen Übersetzungsstu- fe in diesem Maße nicht durchführbar ist.

Bezug nehmend auf Fig. 11 ist ein weiteres Räderschema eines erfindungsgemäßen Getriebes 1 dargestellt, bei dem die aktivierbare Wirkverbindung 6 zwischen dem Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5, welches mit der zweiten Abtriebs- welle 3 und damit mit der Hinterachse eines Fahrzeuges ver- bunden ist, und der ersten Abtriebswelle 2 bzw. der Vorder- achse eines Fahrzeuges ausgebildet ist. Die Übersetzungs- einrichtung 7 ist vorliegend mit einer Stirnradstufe ausge- führt, wobei ein auf der Antriebswelle 4 drehbar gelagertes Losrad 24 über das als Lamellenkupplung ausgeführte Schalt- element 8 mit dem Hohlrad 11 des Planetenradsatzes 5 ver- bindbar ist.

Die Verbindung 9 zum Minimieren einer Differenzdreh- zahl zwischen Wellen des Planetenradsatzes 5 ist vorliegend zwischen dem Hohlrad 11 und dem Sonnenrad 13 des Planeten- radsatzes 5 vorgesehen. Das bedeutet, dass bei einer ent- sprechend vorliegenden Übertragungsfähigkeit des weiteren Schaltelementes 10 eine Verbindung zwischen der zweiten Abtriebswelle 3 und der ersten Abtriebswelle 2 vorliegt, die zu einer Reduzierung einer Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 2 und 3 des Getriebes 1 führt. In synchronem Zustand des weiteren Schaltelementes 10 werden die beiden Abtriebswellen 2 und 3 mit der gleichen Drehzahl von der Antriebswelle 4 angetrieben, da der Planetenradsatz 5 verblockt ist.

Bezugszeichen 1 Getriebe 2 Abtriebswelle, Vorderachse 3 Abtriebwelle, Hinterachse 4 Antriebswelle 5 Planetenradsatz 6 aktivierbare Wirkverbindung 7 Übersetzungseinrichtung, Planetengetriebe 7A, 7B Übersetzungsstufe 8 reibschlüssiges Schaltelement 9 Verbindung 10 weiteres reibschlüssiges Schaltelement 11 erste Welle, Hohlrad des Planetenradsatzes 12 zweite Welle, Planetenträger des Planetenradsatzes 13 dritte Welle, Sonnenrad des Planetenradsatzes 14 Sonnenrad der Übersetzungseinrichtung 15 Hohlrad der Übersetzungseinrichtung 16 Planetenräder der Übersetzungseinrichtung 17 Planetenräder der Übersetzungseinrichtung 18 elektrische Maschine 19 gehäusefestes Bauteil 20 Planetenräder des Planetenradsatzes 21 erstes Zahnrad 22 zweites Zahnrad 23 Vorgelegewelle 24 Losrad 25 drittes Zahnrad