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Patent Searching and Data


Title:
TRANSMISSION AND DRIVE TRAIN FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/043008
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transmission (1) for distributing a drive moment on at least two drive shafts (8) comprising at least two sets of planetary gears (2,3) consisting of three shafts. One respective shaft (4,5) of a set of planetary gears (2,3) is connected to a drive shaft (6). One respective shaft of a set of planetary gears (2,3) represents one of the drive shafts (7,8) and at least one other respective shaft (9 or 10) of a set of planetary ears (2 or 3) is actively connected to a shaft (10 or 9) of another set of planetary gears (3 or 2). A moment of a shaft (9 or 10), which is dependent upon an operational state, can be supported by the active connection according to the operational state of the other respective actively connected shaft (10 or 9) such that a moment modifying a speed difference is created in set of planetary gears (2,3) when a difference in speed occurs between the drive shafts (7,8) via said active connection. The invention also relates to a drive train of a vehicle provided with the above-mentioned transmission (1), wherein a drive moment of a drive source can be distributed in a variable manner according to an operational state in the longitudinal direction of the vehicle and in a transversal direction of the vehicle.

Inventors:
BAASCH DETLEF (DE)
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
PELCHEN CHRISTOPH (DE)
SCHMOHL BARBARA (DE)
MAIR ULRICH (DE)
ROSEMEIER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/011528
Publication Date:
May 12, 2005
Filing Date:
October 14, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
BAASCH DETLEF (DE)
GUMPOLTSBERGER GERHARD (DE)
PELCHEN CHRISTOPH (DE)
SCHMOHL BARBARA (DE)
MAIR ULRICH (DE)
ROSEMEIER THOMAS (DE)
International Classes:
B60K17/35; B60K17/356; B60K23/04; F16H48/11; B60K1/00; F16H48/10; (IPC1-7): F16H48/30
Domestic Patent References:
WO2004005754A22004-01-15
WO2002009966A12002-02-07
Foreign References:
EP0533921A11993-03-31
US4471669A1984-09-18
US4641548A1987-02-10
US6206798B12001-03-27
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 01 28 February 1995 (1995-02-28)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 183 (M - 703) 28 May 1988 (1988-05-28)
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Getriebevorrichtung (1) zum Verteilen eines An triebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (7,8) mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen (2,3), wobei jeweils eine Welle (4 bzw. 5) eines Planeten satzes (2 bzw. 3) mit einer Antriebswelle (6) verbunden ist und jeweils eine Welle eines Planetensatzes (2 oder 3) je weils eine der Abtriebswellen (7 oder 8) darstellt, wobei jeweils wenigstens eine weitere Welle (9 bzw. 10) eines Planetensatzes (2 bzw. 3) mit einer Welle (10 bzw. 9) eines weiteren Planetensatzes (3 bzw. 2) über eine steuerund regelbare Wirkverbindung (11) verbunden ist und ein be triebszustandsabhängiges Moment einer Welle (9 oder 10) in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle (10 oder 9) über die Wirkver bindung (11) derart abstützbar ist, dass bei Auftreten ei nes Drehzahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen (7, 8) über die Wirkverbindung (11) wenigstens zeitweise ein den Drehzahlunterschied veränderndes Moment an den Plane tensätzen (2, 3) anliegt, und wobei die erste Welle (5) des zweiten Planetensatzes direkt mit der Antriebswelle (6) verbunden ist und zwischen der ersten Welle (4) des ersten Planetensatzes und der Antriebswelle (6) ein gehäuseseitig gelagertes Zahnrad (13) vorgesehen ist.
2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (11) zwischen der dritten Welle (9) des ersten Planetensat zes (2) und der dritten Welle (10) des zweiten Planetensat zes (3) mit wenigstens einer Einrichtung (22) zum Aufbrin gen eines Momentes auf wenigstens eine der beiden miteinan der wirkverbundenen dritten Wellen (9,10) des ersten oder des zweiten Planetensatzes (2,3) ausgebildet ist, so dass auf die wirkverbundenen Wellen (9,10) jeweils ein Moment aufbringbar ist.
3. Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einrichtung (22) zum Aufbringen eines Momentes wenigstens ein Antriebsaggre gat aufweist.
4. Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Antriebsaggregat als ein Elektromotor oder als ein hydraulischer Motor aus geführt ist.
5. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ein richtung (22) zum Aufbringen eines Momentes wenigstens eine Bremse (37 ; 40,41) aufweist.
6. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirk verbindung (11) zwischen der dritten Welle (9) des ersten Planetensatzes (2) und der dritten Welle (10) des zweiten Planetensatzes (3) zwei zueinander parallele Leistungspfade aufweist, wobei ein Leistungspfad als eine über reibschlüs sige Schaltelemente (40,41) herstellbare Verbindung ausge bildet ist, über die die beiden dritten Wellen (9 und 10) des ersten und des zweiten Planetensatzes (2 und 3) mitein ander verbindbar sind und ein zweiter Leistungspfad mit einem zuschaltbaren dritten Planetensatz (24) ausgeführt ist.
7. Getriebevorrichtung (1) zum Verteilen eines An triebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (7,8) mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen (2,3), wobei jeweils eine Welle (4 bzw. 5) eines Planeten satzes (2 bzw. 3) mit einer Antriebswelle (6) verbunden ist und jeweils eine Welle eines Planetensatzes (2 oder 3) je weils eine der Abtriebswellen (7 oder 8) darstellt, wobei jeweils wenigstens eine weitere Welle (9 bzw. 10) eines Planetensatzes (2 bzw. 3) mit einer Welle (10 bzw. 9) eines weiteren Planetensatzes (3 bzw. 2) über eine steuerund regelbare Wirkverbindung (11) verbunden ist und ein be triebszustandsabhängiges Moment einer Welle (9 oder 10) in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle (10 oder 9) über die Wirkver bindung (11) derart abstützbar ist, dass bei Auftreten ei nes Drehzahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen (7, 8) über die Wirkverbindung (11) wenigstens zeitweise ein den Drehzahlunterschied veränderndes Moment an den Plane tensätzen (2,3) anliegt, wobei die Wirkverbindung (11) zwischen den beiden dritten Wellen (9,10) der Planetensät ze (2,3) mit einem dritten Planetensatz (24) ausgebildet ist, und wobei eine der Wellen (28) des dritten Planeten satzes (24) gehäusefest ausgeführt ist.
8. Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (11) zwischen den beiden dritten Wellen (9,10) des ersten Planetensatzes (2) und des zweiten Planetensatzes (3) mit einer stufenlosen Ubersetzungseinrichtung (36) ausgeführt ist.
9. Getriebevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (11) zwischen der dritten Welle (9) des ersten Planetensat zes (2) und der dritten Welle (10) des zweiten Planetensat zes (3) mit wenigstens einer Einrichtung (22) zum Aufbrin gen eines Momentes auf wenigstens eine der beiden miteinan der wirkverbundenen Wellen (9,10) der Planetensätze (2,3) ausgebildet ist.
10. Getriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einrichtung (22) zum Aufbringen eines Momentes mit einer der Wellen (25 ; 28) des dritten Planetensatzes (24) in Wirkverbindung bringbar ist.
11. Getriebevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da durch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einrich tung (22) zum Aufbringen eines Momentes wenigstens ein An triebsaggregat aufweist.
12. Getriebevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Antriebsaggregat als ein Elektromotor oder als ein hydraulischer Motor aus geführt ist.
13. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einrichtung (22) zum Aufbringen eines Momentes wenigstens eine Bremse (37 ; 40,41) aufweist.
14. Getriebevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass jeweils eine dritte Welle (9,10) des ersten und des zweiten Planetensatzes (2,3) derart mit einer Bremse (40,41) in Wirkverbindung steht, dass ein Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwi schen den beiden Abtriebswellen (7,8) in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeiten der Bremsen (40,41) variiert.
15. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die dritte Welle (9) des ersten Planetensatzes (2) mit einer ersten Welle (25) des dritten Planetensatzes (24) verbunden ist.
16. GetriLebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die dritte Welle (10) des zweiten Planetensatzes (3) mit einer dritten Welle (26) des dritten Planetensatzes (24) verbun den ist.
17. Getriebevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (11) über eine zwischen der dritten Welle (9) des ersten Planetensatzes (2) und der ersten Welle (25) des dritten Planetensatzes (24) und/oder der dritten Welle (10) des zweiten Planetensatzes (3) und der dritten Welle (26) des dritten Planetensatzes (24) angeordnete Kupplung (39) zu schaltbar ist.
18. Getriebevorrichtung (1) zum Verteilen eines An triebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen (7,8) mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen (2,3), wobei jeweils eine Welle (4 bzw. 5) eines Planeten satzes (2 bzw_ 3) mit einer Antriebswelle (6) verbunden ist und jeweils eine Welle eines Planetensatzes (2 oder 3) je weils eine der Abtriebswellen (7 oder 8) darstellt, wobei jeweils wenigstens eine weitere Welle (9 bzw. 10) eines Planetensatzes (2 bzw. 3) mit einer Welle (10 bzw. 9) eines weiteren Planetensatzes (3 bzw. 2) über eine steuerund regelbare Wirkverbindung verbunden ist und ein betriebszu standsabhängiges Moment einer Welle (9 oder 10) in Abhän gigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle (10 oder 9) über die Wirkverbindung (11) derart abstützbar ist, dass bei Auftreten eines Dreh zahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen (7,8) über die Wirkverbindung (11) wenigstens zeitweise ein den Dreh zahlunterschied veränderndes Moment an den Planetensätzen (2,3) anliegt, und wobei die Wirkverbindung zwischen den beiden dritten Wellen (9, 10) des ersten Planetensatzes (2) und des zweiten Planetensatzes (3) mit einer stufenlosen Übersetzungseinrichtung (36) ausgeführt ist.
19. Getriebevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wirkverbindung (11) zwischen den miteinander wirkverbundenen Wellen (9, 10) des ersten Planetensatzes (2) und des zweiten Planeten satzes (3) mit einem dritten Planetensatz (24) ausgeführt ist.
20. Getriebevorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, da durch g e k e n n z e i c h n e t, dass die mit der Antriebswelle (6) in Verbindung stehenden Wellen (4,5) des ersten Planetensatzes (2) und des zweiten Planetensatzes (3) über ein gehäuseseitig gelagertes Zahnrad (13) mitein ander verbunden sind.
21. Antriebsstrang (42) eines Fahrzeugs mit einer An triebsquelle, mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugach sen (43,44) und wenigstens einer Getriebevorrichtung (1) gemäß einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Getriebevorrich tung (1) in einem Leistungspfad zwischen der Antriebsquelle und den Fahrzeugachsen (43,44) zum bedarfsgerechten und betriebszustandsabhängigen Verteilen des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine zwischen den Fahrzeugachsen (43,44) und/oder in einem Leistungspfad einer Fahrzeugachse (43 oder 44) zum bedarfsgerechten und betriebszustandsabhängi gen Verteilen des der Fahrzeugachse (43 oder 44) zugeführ ten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern der Fahrzeugachse (43 oder 44) angeordnet ist.
22. Antriebsstrang nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Leistungspfad zwi schen der Antriebsquelle und den Fahrzeugachsen (43, 44) zum bedarfsgerechten und betriebszustandabhängigen Vertei len des Antriebsmomentes der Antriebsquelle zwischen den Fahrzeugachsen (43,44) eine regelbare Kupplung (45) vorge sehen ist.
23. Antriebsstrang nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Leistungspfad zwi schen der Antriebsquelle und den Fahrzeugachsen (43,44) zum bedarfsgerechten und betriebszustandabhängigen Vertei len des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine zwischen den Fahrzeugachsen (43, 44) eine Einrichtung (46) vorgesehen ist, die bei Vorliegen einer Drehzahldifferenz zwischen den Fahrzeugachsen über ein Pumpensystem (46A) einen hydrauli schen Druck aufbaut, mit dem miteinander in Reibeingriff bringbare Reibelemente einer Lamellenkupplung (46B) derart beaufschlagbar sind, dass auf die beiden Fahrzeugachsen (43,44) jeweils ein die Differenzdrehzahl reduzierendes Drehmoment aufbringbar ist.
24. Antriebsstrang nach einen der Ansprüche 21 bis 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zum bedarfs gerechten und betriebszustandabhängigen Verteilen des einer Fahrzeugachse (43 oder 44) zugeführten Anteils des An triebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei An triebsrädern der Fahrzeugachse (43 oder 44) in dem Leis tungspfad einer Fahrzeugachse (43 oder 44) eine geregelte Differenzialsperre (49) angeordnet ist.
25. Antriebsstrang nach einen der Ansprüche 21 bis 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Vertei len des einer Fahrzeugachse (43 oder 44) zugeführten An teils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern der Fahrzeugachse (43 oder 44) in dem Leistungspfad einer Fahrzeugachse (43 oder 44) ein offenes Differenzial (47) angeordnet ist.
Description:
Getriebevorrichtung und Antriebsstrang eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Ab- triebswellen mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen sowie einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Antriebsquelle mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen und einer Getriebevorrichtung.

Bei aus der Praxis bekannten Fahrzeugen wird ein von einer Antriebsquelle bzw. Antriebsmaschine erzeugtes An- triebsmoment bedarfsgerecht über eine Getriebevorrichtung zu den Antriebsrädern einer antreibbaren Fahrzeugachse ge- leitet. Sind Fahrzeuge, wie beispielsweise Allrad-Pkws oder allradgetriebene Lkws, mit mehreren angetriebenen Achsen ausgeführt, muß die Leistung der Antriebsmaschine im An- triebsstrang eines derartigen Fahrzeugs auf die einzelnen antreibbaren Fahrzeugachsen verteilt werden.

Dabei werden zur Leistungsverteilung sogenannte Diffe- rentialgetriebe eingesetzt, welche einem Hauptgetriebe, das zur Darstellung verschiedener Übersetzungen vorgesehen ist, im Leistungspfad eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges nachgeschaltet sind. Zur Längsverteilung der Antriebsleis- tung der Antriebsmaschine auf mehrere antreibbare Fahrzeug- achsen eines Fahrzeuges werden sogenannte Längsdifferentia- le eingesetzt. Zusätzlich werden sogenannte Querdifferenti- ale bzw. Ausgleichsgetriebe zu einer Querverteilung der Antriebsleistung zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahr- zeugachse eingesetzt.

Mit Hilfe derartiger Verteilergetriebe besteht die Möglichkeit, ein Antriebsmoment in beliebigen Verhältnissen auf mehrere Antriebsachsen zu verteilen, ohne Verspannungen in einem Antriebsstrang zu erzeugen. Des weiteren wird mit dem Einsatz von Ausgleichsgetrieben erreicht, dass An- triebsräder einer antreibbaren Fahrzeugachse mit unter- schiedlichen Drehzahlen unabhängig voneinander entsprechend den verschiedenen Weglängen der linken bzw. rechten Fahr- spur angetrieben werden können, wodurch das Antriebsmoment symmetrisch und somit giermomentenfrei auf beide Antriebs- räder verteilbar ist.

Diesen beiden Vorteilen steht jedoch der Nachteil ge- genüber, dass die auf die Fahrbahn übertragbaren Vortriebs- kräfte zweier Antriebsräder einer Fahrzeugachse bzw. zweier oder mehrerer Antriebsachsen aufgrund der Ausgleichstätig- keit eines Differentialgetriebes jeweils von dem geringeren bzw. geringsten übertragbaren Antriebsmoment der beiden Antriebsräder bzw. der antreibbaren Fahrzeugachsen abhängig ist. Das bedeutet, wenn ein beispielsweise auf Glatteis stehendes Antriebsrad durchdreht, wird dem anderen An- triebsrad kein höheres Moment als dem durchdrehenden An- triebsrad zugeführt, auch wenn es auf griffigem Untergrund steht. In einer solchen Fahrsituation kann das Fahrzeug aufgrund der Ausgleichstätigkeit eines Differentialgetrie- bes, welche eine Drehzahldifferenz zwischen zwei Abtriebs- wellen eines Differentialgetriebes ermöglicht, nachteil- hafterweise nicht anfahren.

Deshalb ist in der Praxis dazu übergegangen worden, eine Ausgleichsbewegung eines Ausgleichsgetriebes bei Vor- liegen kritischer Fahrzustände durch geeignete Maßnahmen zu behindern. Dies wird beispielsweise durch eine manuell oder

automatisch mit mechanischen, magnetischen, pneumatischen oder hydraulischen Mitteln aktivierbare und an sich bekann- te Differentialsperre realisiert, die durch ein Blockieren des Ausgleichsgetriebes jede Ausgleichsbewegung zu 100 % sperrt.

Des weiteren werden selbsttätig sperrende Differentia- le, die auch Ausgleichsgetriebe mit begrenztem Schlupf oder Sperrdifferentiale genannt werden, verwendet. Derartige Ausgleichsgetriebe ermöglichen es, auf ein Antriebsrad ei- ner antreibbaren Fahrzeugachse oder auf eine antreibbare Fahrzeugachse auch dann ein Drehmoment zu übertragen, wenn das andere Antriebsrad oder bei mehreren antreibbaren Fahr- zeugachsen die andere antreibbare Fahrzeugachse infolge schlechter Bodenhaftung durchrutscht. Gleichzeitig wird jedoch der Vorteil der vorgenannten giermomentenfreien Kraftübertragung verloren, und die freie Anpassung der Rad- drehzahlen an die Weglängen der beiden Fahrspuren der bei- den Antriebsräder einer Antriebsachse wird nachteilhafter- weise ebenfalls behindert.

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.

Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Allradver- teilersystem weist jedoch den Nachteil auf, dass eine vari- able Verteilung des Drehmomentes nur bedingt durchführbar ist und dass es konstruktiv aufwändig gestaltet ist. Auf- grund der aufwändigen konstruktiven Ausführung weist das Allradverteilersystem große äußere Abmessungen auf, weshalb das Allradverteilersystem durch einen hohen Bauraumbedarf sowie durch ein hohes Eigengewicht gekennzeichnet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache sowie kostengünstig herstellbare Getriebevorrichtung sowie einen Antriebstrang eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen, mit welchen ein Verteilungsgrad eines Antriebsmomentes zwischen wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachse bzw. zwischen zwei An- triebsrädern einer antreibbaren Fahrzeugachse derart be- darfsgerecht variierbar ist, dass ein Fahrbetrieb eines

Fahrzeuges auch in kritischen Fahrsituationen gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebe- vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, 7 und 18 sowie mit einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruches 19 gelöst.

Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung mit den Merk- malen des Patentanspruches 1 stellt eine konstruktiv einfa- che Lösung mit geringen äußeren Abmessungen dar, die kos- tengünstig herstellbar ist und zudem nur wenig Bauraum be- ansprucht.

Dies wird dadurch erreicht, dass die beiden ersten Wellen der Planetensätze, die mit einer Antriebswelle ver- bunden sind, wenigstens über ein gehäuseseitig gelagertes Zahnrad miteinander verbunden sind, wodurch eine Kraftein- leitung in die Getriebevorrichtung, die bei aus der Praxis bekannten Verteilergetriebevorrichtungen über ein mit einem großen Durchmesser ausgeführtes Tellerrad erfolgt, bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Getriebevorrichtung höchs- tens am Außendurchmesser der beiden Planetensätze vorgese- hen ist. Damit wird auf einfache Art und Weise eine Redu- zierung des Durchmessers der erfindungsgemäßen Getriebevor- richtung im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Vertei- lergetrieben erzielt, ohne die äußeren Abmessungen der Ge- triebevorrichtung in axialer Richtung wesentlich zu vergrö- ßern.

Ein alternatives und ebenfalls bauraumoptimiertes Ge- triebe stellt die Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 dar. Bei dieser erfindungsgemäßen Ge-

triebevorrichtung ist die Wirkverbindung zwischen der drit- ten Welle des ersten Planetensatzes und der dritten Welle des zweiten Planetensatzes mit einem dritten Planetensatz ausgebildet, wobei eine der Wellen des dritten Planetensat- zes gehäusefest ausgeführt ist. Durch die Anordnung des dritten Planetensatzes zwischen den beiden dritten Wellen des ersten und des zweiten Planetensatzes wird zunächst eine in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses des dritten Planetensatzes bestehende Grundverteilung des An- triebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen der Ge- triebevorrichtung vorgegeben, die auf einfache Art und Wei- se durch verschiedene Maßnahmen, wie beispielsweise durch Einleiten eines Momentes über eine der Wellen des dritten Planetenradsatzes in die Wirkverbindung, betriebszustands- abhängig und bedarfsgerecht variierbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 18 ist eine variable Verteilung des Antriebsmomentes zwischen den beiden Ab- triebswellen durch eine stufenlose Verstellung der Überset- zung einer stufenlosen Übersetzungseinrichtung der Wirkver- bindung durchführbar.

Damit besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine zwischen den beiden Abtriebswellen über eine betriebszustandsabhängige Steue- rung und Regelung der Übersetzung der stufenlosen Überset- zungseinrichtung der Wirkverbindung mit stufenlos einstell- baren Verteilungsgraden zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert eines Verteilungsgrades des der Getriebe- vorrichtung zugeführten Antriebsmomentes zu verteilen.

Mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang eines Fahr- zeuges mit einer Antriebsquelle mit wenigstens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen und wenigstens einer vorbe- schriebenen erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung, die zum bedarfsgerechten und betriebszustandsabhängigen Verteilen des Antriebsmomentes der Antriebsquelle zwischen den antreibbaren Fahrzeugachsen in einem Leistungspfad zwischen der Antriebsquelle und den Fahrzeugachsen und/oder in einem Leistungspfad einer Fahrzeugachse zum bedarfsgerechten und betriebszustandsabhängigen Verteilen des der Fahrzeugachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquer- richtung zwischen zwei Antriebsrädern der Fahrzeugachse angeordnet ist, besteht einerseits die Möglichkeit, ein Antriebsmoment in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahr- zeugquerrichtung stufenlos zu verteilen und andererseits ein Fahrzeug mit einem bauraumoptimierten sowie kostengüns- tigen Antriebsstrang auszuführen. Insbesondere wird durch die bauraumoptimierte und kostengünstige Ausgestaltung des Antriebsstranges erreicht, dass die gesamten Herstellkosten eines Fahrzeuges reduziert werden und im Bereich des An- triebsstranges, in welchem bei einem Fahrzeug nur wenig Bauraum zur Verfügung steht, im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen mehr Bauraum verbleibt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebe- nen Ausführungsbeispielen, wobei zur Verbesserung der Über- sichtlichkeit in der Beschreibung der verschiedenen Ausfüh- rungsbeispiele für bau-und funktionsgleiche Bauteile die- selben Bezugszeichen verwendet werden.

Es zeigt : Fig. 1 ein Grundschema einer Getriebevorrichtung ge- mäß der Erfindung ; Fig. 2 ein Räderschema einer als Achsdifferential ausgeführten Getriebevorrichtung nach der Er- findung, wobei die Wirkverbindung zwischen den beiden Planetensätzen eine Stirnradinvertie- rung und einen Elektromotor aufweist ; Fig. 3 ein Räderschema einer als Längsverteilerdiffe- rential ausgeführten Getriebevorrichtung nach der Erfindung, deren Wirkverbindung zwischen den beiden Planetensätzen einen dritten Plane- tensatz und einen Elektromotor aufweist ; Fig. 4 ein Räderschema einer Getriebevorrichtung ge- mäß Fig. 3, wobei der Elektromotor an ein Hohlrad des dritten Planetensatzes gekoppelt ist ; Fig. 5 ein Räderschema der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 2, wobei die Wirkverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Planetensatz mit einer stufenlosen Übersetzungseinrichtung ausgeführt ist ; Fig. 6 ein Räderschema der erfindungsgemäßen Getrie- bevorrichtung, wobei die Wirkverbindung mit einer stufenlosen Übersetzungseinrichtung und einem dritten Planetensatz ausgeführt ist ;

Fig. 7 ein Räderschema der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 6, wobei einem Hohlrad des dritten Plane- tensatzes eine Bremse zugeordnet ist ; Fig. 8 ein Räderschema der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 6 und Fig. 7, wobei einem Planeten des dritten Planetensatzes ein Elektromotor zuge- ordnet ist ; Fig. 9 ein Räderschema der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 3, bei dem der dritte Planetensatz der Wirkverbindung über eine Klauenkupplung zu- schaltbar ist und bei dem die Wirkverbindung zusätzlich mit zwei Bremsen ausgeführt ist ; Fig. 10 eine graphische Darstellung eines Zusammenhan- ges zwischen Übertragungsfähigkeiten der in Fig. 9 dargestellten Bremsen und einem Vertei- lungsgrad eines Antriebsmomentes zwischen zwei Abtriebswellen der erfindungsgemäßen Getriebe- vorrichtung ; Fig. 11 eine stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges eines Allradfahrzeuges, bei dem zur Längsverteilung eines Antriebsmomentes zwischen zwei antreibbaren Fahrzeugachsen eine geregelte Kupplung und zur Querverteilung des einer antreibbaren Fahrzeugachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes eine erfindungs- gemäß ausgeführte Getriebevorrichtung vorgese- hen ist ;

Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines An- triebsstranges, bei dem zur Querverteilung ei- ne erfindungsgemäße Getriebevorrichtung vorge- sehen ist ; Fig. 13 ein drittes Ausführungsbeispiel eines An- triebsstranges, bei dem eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung zur Längsverteilung und zur Querverteilung eine geregelte Differenti- alsperre vorgesehen ist ; Fig. 14 ein viertes Ausführungsbeispiel eines An- triebsstranges, bei dem eine Längsverteilung eines Antriebsmomentes mit einer erfindungsge- mäßen Getriebevorrichtung und eine Quervertei- lung eines Antriebsmoments mit einem offenen Differential durchgeführt wird ; und Fig. 15 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines An- triebsstranges, bei dem sowohl die Längsver- teilung als auch die Querverteilung eines An- triebsmoments mit einer erfindungsgemäßen Ge- triebevorrichtung durchgeführt wird.

Bezug nehmend auf Fig. 1 ist ein Grundschema eines Ge- triebes bzw. einer Getriebevorrichtung 1 gezeigt, welches als Differentialgetriebe in einem Leistungspfad eines An- triebsstranges eines Fahrzeugs zwischen einer Antriebsquel- le und den antreibbaren Fahrzeugachsen zur Längsverteilung eines Antriebsmomentes der Antriebsquelle zwischen wenigs- tens zwei antreibbaren Fahrzeugachsen oder in einem Leis- tungspfad wenigstens einer der antreibbaren Fahrzeugachsen zur Querverteilung eines einer antreibbaren Fahrzeugachse

zugeführten Teils eines Antriebsmomentes zwischen zwei An- triebsrädern dieser Fahrzeugachse einsetzbar ist.

Das Getriebe 1 ist mit einem ersten Planetensatz 2 und einem zweiten Planetensatz 3 ausgeführt, die in Abhängig- keit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles als Minus-, Plus-, Kegelrad-oder Stufenplanetensatz ausgebildet sein können. Jeweils eine erste Welle 4,5 der beiden Planeten- sätze 2,3 ist mit einer Antriebswelle 6, die eine Getrie- beausgangswelle eines nicht näher dargestellten Hauptge- triebes des Antriebsstranges oder eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine sein kann. Jeweils eine zweite Welle 7 bzw. 8 der beiden Planetensätze 2,3 stellen jeweils eine Abtriebswelle des Getriebes 1 dar, die entweder mit den antreibbaren Fahrzeugachsen oder den Antriebsrädern einer Fahrzeugachse in Wirkverbindung stehen. Eine dritte Welle 9 des ersten Planetensatzes 2 und eine dritte Welle 10 des zweiten Planetensatzes 3 sind über eine Wirkverbindung 11 miteinander verbunden.

Die Wirkverbindung 11 ist derart ausgeführt, dass ein betriebszustandsabhängiges Drehmoment der dritten Welle 9 des ersten Planetensatzes 2 oder der dritten Welle 10 des zweiten Planetensatzes 3 in Abhängigkeit eines Betriebszu- standes der dritten Welle 10 des Planetensatzes 3 oder der dritten Welle 9 des ersten Planetensatzes 2 derart abstütz- bar ist, dass bei Auftreten eines Drehzahlunterschiedes zwischen den Abtriebswellen 6,7 über die Wirkverbindung 11 ein den Drehzahlunterschied reduzierendes oder erhöhendes Drehmoment an den Planetensätzen 2 und 3 bzw. den dritten Wellen 9 und 10 der beiden Planetensätze 2 und 3 anliegt.

Die Wirkverbindung kann dabei in der nachfolgend näher beschriebenen Art und Weise alternativ oder in Kombination mit einer Drehzahlinvertierung zwischen den beiden mitein- ander wirkverbundenen Wellen 9 und 10, einer stufenlosen Übersetzungseinrichtung, mit einer Momentenquelle zur Erhö- hung oder Verkleinerung eines Momentes an wenigstens einer der beiden miteinander wirkverbundenen Wellen 9 und 10 und/oder einem dritten Planetensatz ausgeführt sein.

Fig. 2 zeigt ein Räderschema eines ersten Ausführungs- beispiels des in Fig. 1 als Grundschema dargestellten Ge- triebes 1 nach der Erfindung. Ein Antriebsmoment der An- triebswelle 6 wird über ein damit verbundenes erstes Stirn- rad 12 auf die als Hohlrad ausgeführte erste Welle 5 des zweiten Planetensatzes 3 geführt. Des Weiteren wird das Antriebsmoment der Antriebswelle 6 über das erste Stirnrad 12 und ein zweites, gehäuseseitig gelagertes zweites Stirn- rad 13 auf die ebenfalls als Hohlrad ausgeführte erste Wel- le 4 des ersten Planetensatzes 2 geführt. Von dort aus wird das Antriebsmoment der Antriebswelle 6 auf mit den beiden Hohlrädern 4 und 5 in Eingriff stehende Planetenrä- der 14 und 15 geführt, die jeweils auf einem Steg 16 bzw.

17 drehbar gelagert sind und die beiden Stege 16 und 17 aufgrund ihrer Abrollbewegung in den Hohlrädern 4 und 5 antreiben.

Die beiden Stege 16 und 17 der Planetensätze 2 und 3 sind wiederum mit den beiden Abtriebswellen 7 und 8 verbun- den, so dass das über das erste Stirnrad 12 und das zweite Stirnrad 13, die beiden Hohlräder 4 und 5, die Planetenrä- der 14 und 15 sowie die Stege 16 und 17 geführte Antriebs- moment auf die beiden Abtriebswellen 7 und 8 gelangt.

Die Anbindung der beiden Planetensätze 2 und 3 an eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, d. h. vorliegend an die Antriebswelle 6, erfolgt vorliegend jeweils über Kro- nenverzahnungen, welche zwischen dem ersten Stirnrad 12 und dem Hohlrad 5 des zweiten Planetensatzes 3 sowie zwischen dem zweiten Stirnrad 13 und dem Hohlrad 4 des ersten Plane- tensatzes 2 vorgesehen sind. Damit erfolgt der Eingriff der Antriebsquelle direkt zwischen den beiden Planetensätzen bzw. zwischen den als Sonnenräder ausgeführten dritten Wel- len 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3.

Zusätzlich kämmen die Planetenräder 14 und 15 jeweils mit den Sonnenrädern bzw. den dritten Wellen 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3, die jeweils mit einem dritten Stirn- rad 18 bzw. einem vierten Stirnrad 19 verbunden sind. Die beiden Stirnräder 18 und 19 der dritten Wellen 9 und 10 der beiden Planetensätze 2 und 3 stehen mit einem fünften Stirnrad 20 in Verbindung, so dass zwischen den Sonnenrä- dern 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3 eine mechanische Verbindung vorliegt.

Das bedeutet, dass die in Fig. 1 lediglich schemati- siert dargestellte Wirkverbindung 11 bei dem Ausführungs- beispiel des Getriebes 1 gemäß Fig. 2 das dritte Stirnrad 18, das vierte Stirnrad 19, das fünfte Stirnrad 20 sowie ein sechstes Stirnrad 21, welches mit einer Einrichtung 22 zum Aufbringen eines Momentes auf eine der miteinander wirkverbundenen Wellen 9,10 in Verbindung steht, umfasst.

Die Einrichtung zum Aufbringen eines Momentes bzw. die Mo- mentenquelle 22 ist über das sechste Stirnrad 21 an die beiden Sonnenräder 9 und 10 angekoppelt und vorliegend als ein Elektromotor ausgeführt.

Die Ausgestaltung der Wirkverbindung 11 mit der Momen- tenquelle 22 bietet die Möglichkeit, betriebszustandsabhän- gig und in Abhängigkeit der Drehrichtung des Elektromotors ein derartiges Moment auf die miteinander wirkverbundenen Sonnenräder 9 und 10 aufzubringen, so dass beispielsweise bei einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebs- wellen 7 und 8 eine Ausgleichstätigkeit des Getriebes 1 zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 reduziert oder verstärkt wird. D. h., dass über die Momentenquelle 22 eine gezielte Momentenerhöhung bzw. Momentenverkleinerung an den beiden miteinander wirkverbundenen Sonnenrädern bzw. drit- ten Wellen 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3 durchführbar ist, um beispielsweise einem Übersteuern oder einem Unter- steuern während einer Kurvenfahrt durch Erhöhung der Dreh- zahldifferenz zwischen den Antriebsrädern einer An- triebsachse effektiv und auf einfache Art und Weise entge- genzuwirken.

Des weiteren besteht beispielsweise die Möglichkeit, eine Seitenwindempfindlichkeit eines Fahrzeuges durch ein gezieltes Einstellen einer Differenzgeschwindigkeit zwi- schen den beiden Abtriebswellen und somit zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugachse zu verbessern.

Alternativ hierzu kann die Momentenquelle 22 auch als eine hydraulische Antriebsmaschine oder als eine andere geeignete Antriebsmaschine ausgeführt sein. Darüber hinaus besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass zwi- schen der Momentenquelle 28 und dem sechsten Stirnrad 21 eine oder mehrere Übersetzungsstufen vorgesehen sind, um die gezielte Momentenerhöhung bzw. Momentenreduzierung be- darfsgerecht auf die Wirkverbindung 11 bzw. auf die beiden miteinander wirkverbundenen dritten Wellen 9 und 10 der

Planetensätze 2 und 3 aufbringen zu können, wobei die Steu- erung der Momentenquelle 22 unabhängig von der Ausführung mit zusätzlichen Ubersetzungsstufen über eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung erfolgt, welche in eine Ge- triebesteuereinrichtung des Getriebes 1 integriert ist oder als separates Steuergerät ausgeführt sein kann. Die Über- setzungen zwischen den einzelnen Stirnradpaarungen der Wirkverbindung 11 sind dabei jeweils gleich groß.

Wird das in Fig. 2 dargestellte Getriebe 1 als Achs- Differential zur Verteilung des Antriebsmomentes auf zwei Antriebsräder einer antreibbaren Fahrzeugachse eingesetzt, kann es bei ungünstigen Fahrbahnverhältnissen dazu führen, dass ein mit der Abtriebswelle 7 verbundenes Antriebsrad auf glattem Untergrund durchdreht und ein mit der Abtriebs- welle 8 verbundenes Antriebsrad aufgrund einer guten Boden- haftung nahezu still steht. In diesem Betriebszustand des Getriebes 1 liegt eine hohe Differenzdrehzahl zwischen den beiden. Abtriebswellen 7 und 8 vor, die dazu führt, dass die beiden Sonnenräder 19 und 20, welche bei Drehzahlgleichheit der beiden Abtriebswellen 7 und 8 still stehen, mit unter- schiedlicher Drehrichtung umlaufen. Die rotatorischen Mas- sen der Wirkverbindung 11 und auch der als Elektromotor ausgebildeten unbestromten Momentenquelle 22 wirken auf- grund ihrer Massenträgheit dieser Drehzahldifferenz beson- ders zu Beginn des Durchdrehens des mit der Abtriebswelle 7 verbundenen Antriebsrades derart entgegen, dass ein Teil des Antriebsmomentes der Antriebsachse 6 auf die Abtriebs- welle 8 geführt und ein Anfahren ermöglicht wird.

Besteht der Wunsch, die Ausgleichstätigkeit des Ge- triebes 1 zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 aktiv in Abhängigkeit einer Fahrsituation gesteuert zu beeinflus-

sen, ist die Ausgestaltung der Wirkverbindung 11 zwischen den beiden miteinander wirkverbundenen Sonnenrädern bzw. dritten Wellen 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3 mit der Momentenquelle 21 besonders geeignet, da über einen Elekt- romotor einerseits treibend und andererseits bremsend Ein- fluss auf die Differenzdrehzahl zwischen den beiden Ab- triebswellen des Getriebe 1 genommen werden kann.

In bestimmten Betriebssituationen ist es erforderlich die Ausgleichstätigkeit des Getriebes 1 zu sperren. Dies kann einerseits über den Elektromotor 22 realisiert werden, was jedoch über einen längeren Zeitraum eine energetisch ungünstige Lösung darstellt. Aus diesem Grund ist zwischen den beiden dritten Wellen 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3 eine als Lamellenkupplung ausgeführte Sperre 23 angeord- net, die in geschlossenem Zustand eine starre Verbindung zwischen den beiden dritten Wellen 9 und 10 der Planeten- sätze 2 und 3 herstellt, so dass die beiden Abtriebswellen 7 und 8 mit gleicher Drehzahl betrieben werden.

Bei einer weiteren nicht näher dargestellten Ausfüh- rungsform, welche im Wesentlichen dem in Fig. 2 dargestell- ten Prinzip entspricht, jedoch ohne die Sperre zwischen den beiden Sonnenrädern der beiden Planetensätze ausgeführt ist, besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, die Momen- tenquelle bzw. den Elektromotor anstatt der Sperre zusammen mit einer Drehrichtungsumkehr zwischen den beiden Sonnenrä- dern der beiden Planetensätze anzuordnen. Dabei ist der Elektromotor als ein in Öl betreibbarer Elektromotor ausge- führt und das erfindungsgemäße Getriebe stellt dann eine im Vergleich zu der Ausführung gemäß Fig. 2 kompaktere Lösung dar.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Räderschemas des erfindungsgemäßen Getriebes 1 gezeigt. Das in Fig. 3 dargestellte Räderschema des Getriebes 1 stellt ein Längsverteilerdifferential dar, bei dem die Wirkverbin- dung 11 zwischen der dritten Welle 9 des ersten Planeten- satzes 2 und der dritten Welle 10 des zweiten Planetensat- zes 3 mit einem dritten Planetensatz 24 ausgeführt ist.

Die dritte Welle bzw. das Sonnenrad 10 des zweiten Planetensatzes 3 ist mit einem Hohlrad 25 des dritten Pla- netensatzes 24 verbunden und die dritte Welle bzw. das Son- nenrad 9 des ersten Planetensatzes 2 ist mit einer dritten Welle bzw. einem Sonnenrad 26 des dritten Planetensatzes 24 gekoppelt. Zwischen dem Hohlrad bzw. der erste Welle 25 des dritten Planetensatzes 24 und dem Sonnenrad 26 des dritten Planetensatzes 24 wälzen sich mehreren Planeten ab, wobei in Fig. 3 zwei Planeten 27A und 27B dargestellt sind.

Der Planet 27A ist drehbar auf einem gehäusefest ange- ordneten Planetenträger bzw. einer zweiten Welle 28 des dritten Planetensatzes 24 gelagert. Der Planet 27B steht mit einer als Elektromotor ausgeführten Momentenquelle 22 in Wirkverbindung, wobei der Momentenquelle 22 dieselbe Wirkungsweise wie der Momentenquelle des Getriebes gemäß Fig. 2 zugrunde liegt, weshalb diesbezüglich an dieser Stelle auf die Beschreibung zu Fig. 2 verwiesen wird.

In unbestromtem Zustand des Elektromotors 22 wird das über die Antriebswelle 6 eingeleitete Antriebsmoment in Abhängigkeit einer Grundverteilung des Getriebes 1 auf die beiden Abtriebswellen 7 und 8 verteilt, wobei der Grundver- teilungsgrad durch das Verhältnis der Zähneanzahl des Hohl- rades 25 zu der Zähneanzahl des Sonnenrades 26 des dritten

Planetensatzes 24 bestimmt wird. Dieser Grundverteilungs- grad wird in Abhängigkeit von dem elektromotorseitig aufge- brachten Drehmoment multipliziert mit einem Faktor eines Verhältnisses aus der Zähnezahl des Hohlrades 4 des ersten Planetensatzes 2 bzw. des Hohlrades 5 des zweiten Planeten- satzes 3 zu der Zähnezahl des Sonnenrades 9 des ersten Pla- netensatzes bzw. des Sonnenrades 10 des zweiten Planeten- satzes 3 in Richtung eines oberen oder eines unteren Grenz- wertes des Verteilungsgrades verschoben.

Fig. 4 zeigt ein Räderschema des Getriebes 1, welches grundsätzlich dem in Fig. 3 dargestellten Räderschema ent- spricht. Bei dem Getriebe 1 gemäß Fig. 4 ist die Momenten- quelle 22 jedoch an das Hohlrad bzw. die erste Welle 25 des dritten Planetensatzes 24 gekoppelt und die Planeten 27A, 27B des dritten Planetensatzes 24 sind gehäuseseitig gela- gert. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung weist in axialer Richtung kleinere äußere Abmessungen als die in Fig. 3 dar- gestellte Lösung der Getriebevorrichtung 1 auf. Dafür ist sie mit einem größeren Durchmesser als die in Fig. 3 darge- stellte Lösung ausgeführt, da der als Hohlwellenmotor aus- geführte Elektromotor 22 das Hohlrad 25 des dritten Plane- tensatzes 24 umgibt.

Bezug nehmend auf Fig. 5 ist ein Räderschema einer er- findungsgemäßen Getriebevorrichtung 1 gezeigt, das prinzi- piell dem in Fig. 2 dargestellten Räderschema entspricht.

Das Hohlrad 4 des ersten Planetensatzes 2 und das Hohlrad 5 des zweiten Planetensatzes 3 sind integral ausgebildet und über ein Kegelrad 29 mit einem Kegelrad 30 der Antriebswel- le 6 verbunden.

Die Wirkverbindung 11 zwischen der dritten Welle 9 des ersten Planetensatzes 2 und der dritten Welle 10 des zwei- ten Planetensatzes 3 umfasst vorliegend mit den Sonnenrä- dern 9 und 10 verbundene Stirnräder 31 und 32, damit käm- mende weitere Stirnräder 33,34 und 35 sowie eine zwischen den Stirnrädern 33 und 35 angeordnete stufenlose Überset- zungseinrichtung 36. Die stufenlose Ubersetzungseinrichtung 36 ist vorliegend als ein Zugmittelgetriebe, wie beispiels- weise ein Umschlingungs-CVT (Continuously Variable Trans- mission) ausgeführt. Selbstverständlich kann es auch vorge- sehen sein, dass die stufenlose Ubersetzungseinrichtung als ein Kugelvariator, als ein Beier-Variator oder dergleichen ausgeführt ist.

Durch die Integration der stufenlosen Übersetzungsein- richtung 36 in die Wirkverbindung 11 besteht die Möglich- keit, einen Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 des Getriebes 1 durch eine entsprechende Verstellung der Übersetzung der Überset- zungseinrichtung 36 zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert ausgehend von einem Grundvertei- lungsgrad zu variieren.

In Fig. 6 bis Fig. 8 sind drei Räderschemata weiterer Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Getriebevorrich- tung dargestellt, welche auf dem in Fig. 3 dargestellten Räderschema basieren. Dabei ist die Wirkverbindung 11 zwi- schen der dritten Welle 9 des ersten Planetensatzes 2 und der dritten Welle 10 des zweiten Planetensatzes 3 mit dem dritten Planetensatz 24 mit gehäusefest gelagerten Planeten 27A und 27B sowie mit einer stufenlosen Übersetzungsein- richtung 36 ausgeführt. Bei dieser Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung 1 ist der Grundver-

te i lungsgrad zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 durch die Übersetzung des dritten Planetensatzes 24 vorge- geben, der durch eine entsprechende Verstellung der Über- setzung der stufenlosen Übersetzungseinrichtung 36 zwischen einem oberen Grenzwert des Verteilungsgrades und einem un- teren Grenzwert des Verteilungsgrades bedarfsgerecht und betriebszustandsbezogen verschoben werden kann.

Das in Fig. 7 dargestellte Räderschema der Getriebe- vorrichtung unterscheidet sich von dem in Fig. 6 darge- stellten Räderschema darin, dass das Hohlrad 25 des dritten Planetensatzes 24 über eine vorliegend als Lamellenbremse ausgeführte Bremse 37 abbremsbar ist. Die Bremse 37 stellt ebenfalls eine Momentenquelle dar, über die die bei aus der Praxis bekannten Achsdifferentialen einstellbare Sperrwir- kung, die zur Behinderung einer Ausgleichstätigkeit von Achsdifferentialen vorgesehen ist, stufenlos darstellbar ist. Bei vorteilhaften Weiterbildungen des Getriebes 1 kann die Bremse 37 auch als eine Konusbremse, Klauenbremse, Bandbremse oder dergleichen ausgeführt sein.

Die vorbeschriebenen Ausführungen der Momentenquelle, d. h. dem Elektromotor oder der Bremse, liegt der Vorteil zugrunde, dass diese gehäusefest in dem Getriebe 1 angeord- net werden können. Damit kann das Getriebe insgesamt kon- struktiv einfach ausgeführt werden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Abstützung der Momentenquelle, wel- che bei der Ausführung des Getriebes 1 gemäß Fig. 8 als ein an einem Planeten 27A des dritten Planetensatzes 24 angrei- fender Elektromotor ausgeführt ist, im Getriebe 1 ohne zu- sätzliche konstruktive Maßnahmen, die eine Drehübertragung von Kraft, Druck oder Strom ermöglichen, durchführbar ist.

Das bedeutet, dass eine hydraulische, elektromagnetische

oder eine andere geeignete Aktuatorik zum variablen Vertei- len eines Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswel- len 7 und 8 des Getriebes 1 getriebegehäuseseitig nicht rotierend im Getriebe 1 angeordnet ist.

Bezug nehmend auf Fig. 9 ist ein Räderschema einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevor- richtung 1 dargestellt, bei der die Wirkverbindung 11 zwei zueinander parallele Leistungspfade aufweist. Dabei ist ein erster Leistungspfad mit dem vorliegend über eine Klauen- kupplung 39 in den Kraftfluss des Getriebes 1 zuschaltbaren dritten Planetensatz 24 ausgebildet. Der zweite Leistungs- pfad ist durch zwei Bremsen 40,41, die jeweils mit dem Sonnenrad 9 des ersten Planetensatzes 2 bzw. dem Sonnenrad 10 des zweiten Planetensatzes 3 verbunden sind und die bei- den Sonnenräder 9 und 10 der Planetensätze 2 und 3 in ge- schlossenem Zustand getriebegehäuseseitig festlegen. In geschlossenem Zustand der Bremsen 40 und 41 ist eine Aus- gleichsbetätigung des Getriebes 1 vollständig aufgehoben und die beiden Abtriebswellen 7 und 8 werden mit gleicher Drehzahl betrieben.

In geöffnetem Zustand der Klauenkupplung 39 ist durch die anhand von Fig. 10 nachbeschriebene Ansteuerung der beiden Bremsen 40 und 41 ein Verteilungsgrad des Antriebs- momentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 zwi- schen 0 und 100 % variierbar, wobei zur Reduzierung von Verlustleistungen jeweils eine der Bremsen 40 bzw. 41 vor- zugsweise in geschlossenem Zustand und die jeweils andere Bremse 41 bzw. 40 zwischen einem vollständig geöffneten Zustand bis hin zu einem vollständig geschlossenen Zustand betrieben wird.

Fig. 10 zeigt drei stark schematisierte Verläufe, wo- von ein erster Verlauf gb_40 einen Verlauf einer Übertra- gungsfähigkeit der ersten Bremse 40 zwischen einem unteren Grenzwert W (u) und einem oberen Grenzwert W (o) darstellt.

Ein weiterer Verlauf gb_41 stellt den Verlauf der Übertra- gungsfähigkeit der zweiten Bremse 41 dar, der mit dem Ver- lauf gb 40 der ersten Kupplung 40 korrespondiert. Ein drit- ter Verlauf vt stellt den Verlauf eines Verteilungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 in Abhängigkeit der Verläufe gb40 und gb_41 der Übertragungsfähigkeit der Bremsen 40 und 41 graphisch dar.

In einem Punkt I, in welchem die Übertragungsfähigkeit der ersten Bremse 40 dem unteren Grenzwert W (u) entspricht, wird über die erste Bremse im Wesentlichen kein Drehmoment im Gehäuse 38 des Getriebes 1 abgestützt. Gleichzeitig ist die Ubertragungsfähigkeit der zweiten Bremse 41 auf den oberen Grenzwert W (o) eingestellt, bei dem die zweite Brem- se 41 geschlossen ist. In diesem Betriebszustand der beiden Bremsen 40 und 41 wird das gesamte Antriebsmoment einer Antriebsmaschine bzw. das Getriebeausgangsmoment eines Hauptgetriebes auf die mit dem ersten Planetensatz 2 ver- bundene Abtriebswelle 7 geführt.

Im Bereich zwischen dem Punkt I und einem zweiten Punkt II des Diagramms gemäß Fig. 10 wird die Übertragungs- fähigkeit der zweiten Bremse 41 derart gesteuert und gere- gelt eingestellt, dass die zweite Bremse 41 geschlossen ist. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit der ersten Bremse 40 von ihrem unteren Grenzwert W (u), bei dem sie kein Drehmoment im Gehäuse 38 des Getriebes 1 abstützt, in Richtung des oberen Grenzwertes W (o) der Übertragungsfähig- keit verändert, bei welchem die erste Bremse 40 ebenfalls

geschlossen ist. Das bedeutet, dass die Übertragungsfähig- keit der ersten Kupplung 40 im Bereich zwischen dem Punkt I und dem Punkt II stetig angehoben wird. Dies hat zur Folge, dass sich der Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 ändert, da mit steigender Übertragungsfähigkeit der ersten Bremse 40 ein zunehmender Teil des Antriebsmomentes auf die mit dem zweiten Planeten- satz 3 verbundene Abtriebswelle 8 geführt wird.

Bei Vorliegen des Betriebszustandes des Getriebes 1, der dem Punkt II des Diagramms gemäß Fig. 10 entspricht und bei dem beide Bremsen 40 und 41 geschlossen sind, liegt ein definierter Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 vor.

In einem Bereich zwischen dem zweiten Punkt II und ei- nem dritten Punkt III des Diagramms gemäß Fig. 10 wird die Ubertragungsfähigkeit der ersten Bremse 40 derart geregelt und gesteuert eingestellt, dass die erste Bremse 40 ge- schlossen ist. Gleichzeitig wird die Übertragungsfähigkeit der zweiten Bremse 41 ausgehend von dem oberen Grenzwert W (o) der Übertragungsfähigkeit, bei welchem die zweite Bremse geschlossen ist, stetig in Richtung des unteren Grenzwertes W (u) der Übertragungsfähigkeit reduziert, bei dem die zweite Bremse 41 im Wesentlichen kein Drehmoment im Gehäuse 38 des Getriebes 1 abstützt.

Wie Fig. 10 zu entnehmen ist, steigt der Verlauf vt des Verteilungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 mit zunehmender Reduzierung der Ubertragungsfähigkeit der zweiten Bremse 41 bis hin zu seinem maximalen Wert im Punkt III an, bei dem das Antrieb-

moment vollständig auf die mit dem zweiten Planetensatz 3 verbundene Abtriebswelle 8 übertragen wird.

Durch den Einsatz der beiden steuer-und regelbaren Bremsen 40 und 41 besteht die Möglichkeit, das Antriebsmo- ment bedarfsgerecht, stufenlos und wirkungsgradoptimiert zwischen den beiden Abtriebswellen 7 und 8 zu verteilen.

Bei der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Steuerung und Regelung der beiden Bremsen wird eine Verbesserung des Wir- kungsgrades dadurch erreicht, dass eine der beiden Bremsen 40 bzw. 41 schlupffrei betrieben wird, während die andere Bremse 41 bzw. 40 mit einer mit der betriebssituationsab- hängigen Antriebsleistungsverteilung im Antriebsstrang kor- respondierenden Differenzdrehzahl betrieben wird. Mittels dieser Betriebsstrategie lassen sich die Reibungsverluste mit allen Vorteilen eines über reibschlüssige Schaltelemen- te gesteuerten Allradantriebes minimieren.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Klauenkupplung 39 über die beiden Bremsen 40, 41 zu synchronisieren und den dritten Planetensatz 24 in den Kraftfluss des Getriebes 1 zuzuschalten, so dass ein bevorzugter Grundverteilungs- grad des Antriebsmomentes zwischen den beiden Abtriebswel- len 7 und 8 vorliegt, der bis auf die in den Verzahnungen des dritten Planetensatzes 24 auftretenden Reibungsverluste mit geringen Verlusten zur Verfügung steht.

In Fig. 11 bis Fig. 15 sind mehrere Ausführungsvarian- ten eines Antriebsstranges 42 eines Kraftfahrzeuges stark schematisiert dargestellt, wobei zur Längsverteilung bzw. zur Querverteilung des Antriebsmomentes im Antriebsstrang 42 eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Getriebevorrichtung 1 mit verschiedenen weite-

ren, lediglich piktogrammartig dargestellten Einrichtungen zum Verteilen eines Antriebsmomentes in Fahrzeuglängsrich- tung zwischen zwei antreibbaren Fahrzeugachsen bzw. in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugachse kombiniert sind. Mit Hilfe der Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes im Antriebsstrang soll insbesondere in kritischen Fahrsituationen eine geeignete Verteilung des Antriebsmomentes ermöglicht werden, um an den antreibbaren Fahrzeugachsen bzw. an den Antriebsrädern eines Fahrzeugs einen Vortrieb aufrecht zu erhalten bzw. gegebenenfalls fahrstabilisierend eingreifen zu können.

Die in Fig. 11 bis Fig. 15 dargestellten Antriebs- stränge 42 zeigen jeweils zwei antreibbare Fahrzeugachsen 43,44, wobei die Fahrzeugachse 43 vorliegend eine Vorder- achse und die Fahrzeugachse 44 eine Hinterachse eines Fahr- zeugs darstellt.

Bezug nehmend auf Fig. 11 ist im Antriebsstrang 42 zur Längsverteilung eines Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 43 und 44 eine stufenlos regelbare Kupplung 45, zur Querverteilung an der Vorderachse 43 ein an sich bekanntes offenes Differential 46 und zur Querverteilung an der Hinterachse 44 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Getrie- be 1 bzw. ein Überlagerungsgetriebe angeordnet.

Der Antriebsstrang 42 gemäß Fig. 12 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges 42 gemäß Fig. 11 darin, dass zur Längsverteilung des Antriebsmomen- tes zwischen der Vorderachse 43 und der Hinterachse 44 eine Einrichtung 46 angeordnet ist, die bei Vorliegen einer Dif- ferenzdrehzahl zwischen der Vorderachse 43 und der Hinter- achse 44 über ein Pumpensystem 46A einen hydraulischen

Druck aufbaut, mit dem miteinander in Reibeingriff bringba- re Reibelemente einer Lamellenkupplung 46B derart beauf- schlagbar sind, dass auf die beiden Fahrzeugachsen 43 und 44 jeweils ein die Differenzdrehzahl reduzierendes Drehmo- ment aufbringbar ist, wobei der Druckaufbau bei Drehzahl- gleichheit nahezu Null ist.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten Antriebsstrang 42 wird die Längsverteilung des Antriebsmomentes zwischen der Vorderachse 43 und der Hinterachse 44 mit einem erfindungs- gemäß ausgeführten Getriebe 1 und die Querverteilung des der Vorderachse 43 zugeführten Anteils des Antriebsmomentes über ein offenes Differential 47 durchgeführt. Die Querver- teilung des der Hinterachse 44 zugeführten Anteils des An- triebsmomentes wird über eine an sich bekannte geregelte Differentialsperre 49 vorgenommen.

Bezug nehmend auf Fig. 14 ist ein Antriebsstrang 42 gezeigt, bei dem zur Fahrstabilisierung bzw. zur freien Momentenverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinter- achse im Längsantriebsstrang ein erfindungsgemäß ausgeführ- tes tiberlagerungsgetriebe 1 integriert ist, dass mit einem an den einzelnen Rädern durchführbaren Bremseingriff kombi- niert ist, wobei der Bremseingriff in Fig. 14 symbolisch durch die mit dem Bezugszeichen 48 näher gekennzeichneten Pfeile graphisch dargestellt ist. Zur Querverteilung sind in den Leistungssträngen der Fahrzeugachsen 43 und 44 je- weils offene Differentiale vorgesehen.

Bei dem in Fig. 15 dargestellten Antriebsstrang ist sowohl im Längsantriebsstrang als auch im Leistungsstrang der Hinterachse 44 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Überla- gerungsgetriebe angeordnet, womit vorteilhafterweise die

Möglichkeit besteht, einen Verteilungsgrad des Antriebsmo- mentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 43 und 44 be- darfsgerecht und betriebszustandsbezogen stufenlos zu ver- ändern sowie den der Hinterachse 44 zugeführten Anteil des Antriebsmomentes bedarfsgerecht und betriebszustandsabhän- gig zwischen den beiden Antriebsrädern der Hinterachse 44 zu verteilen. Die Querverteilung des der Vorderachse 43 zugeführten. Anteils des Antriebsmomentes erfolgt über ein offenes Differential.

Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachman- nes, den Antriebsstrang eines Fahrzeuges im Längsantriebs- strang sowie in den Leistungssträngen der beiden Fahrzeug- achsen in Fahrzeugquerrichtung mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Getriebevorrichtung auszubilden. Dann besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, das Antriebsmoment zwi- schen allen Antriebsrädern des Antriebsstranges der jewei- lig vorliegenden Fahrsituation angepasst zu verschieben.

Bezugszeichen 1 Getriebevorrichtung, Getriebe 2 erster Planetensatz 3 zweiter Planetensatz 4 erste Welle des ersten Planetensatzes, Hohlrad 5 erste Welle des zweiten Planetensatzes, Hohlrad 6 Antriebswelle 7 zweite Welle des ersten Planetensatzes, Abtriebs- welle 8 zweite Welle des zweiten Planetensatzes, Abtriebs- welle 9 dritte Welle des ersten Planetensatzes 10 dritte Welle des zweiten Planetensatzes 11 Wirkverbindung 12 erstes Stirnrad 13 zweites Stirnrad 14 Planet des ersten Planetensatzes 15 Planet des zweiten Planetensatzes 16 Steg des ersten Planetensatzes 17 Steg des zweiten Planetensatzes 18 drittes Stirnrad 19 viertes Stirnrad 20 fünftes Stirnrad 21 sechstes Stirnrad 22 Momentenquelle 23 Sperre 24 dritter Planetensatz 25 erste Welle, Hohlrad des dritten Planetensatzes 26 dritte Welle, Sonnnenrad des dritten Planetensatzes 27A, B Planeten des dritten Planetensatzes 28 zweite Welle, Steg des dritten Planetensatzes

29 Kegelrad 30 Kegelrad der Antriebswelle 31-35 Stirnrad 36 stufenlose Ubersetzungseinrichtung 37 Bremse 38 Gehäuse des Getriebes 39 Klauenkupplung 40 erste Bremse 41 zweite Bremse 42 Antriebsstrang 43 Fahrzeugachse, Vorderachse 44 Fahrzeugachse, Hinterachse 45 geregelte Kupplung 46 Einrichtung 46A Pumpensystem 46B Lamellenkupplung 47 offenes Differential 48 Pfeil 49 geregelte Differentialsperre vt Verteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den Abtriebswellen gb 40 Verlauf der Übertragungsfähigkeit der ersten Bremse gob 41 Verlauf der Übertragungsfähigkeit der zweiten Brem- se W (u) unterer Grenzwert der Übertragungsfähigkeit der Bremsen W (o) obererer Grenzwert der Übertragungsfähigkeit der Bremsen