Die vorliegende Erfindung betrifft ein Winkelgetriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges , der eine erste und eine zweite angetriebene Achse und ein Längsdifferential aufweist, mittels dessen Antriebsleistung auf die beiden angetriebenen Achsen verteilt wird, wobei das Winkelgetriebe im Bereich der ersten angetriebenen Achse angeordnet ist und ein Eingangsglied aufweist, das mit einer Antriebseinheit verbindbar ist , und wobei das Winkelgetriebe ferner ein Längsausgangsglied zur Verbindung mit der zweiten angetriebenen Achse und zwei Querausgangsglieder für die erste angetriebene Achse aufweist, wobei das Längsdifferential in das Winkelgetriebe integriert ist und wobei das Winkelgetriebe ein Gehäuse mit einem Eingang aufweist, an dem das Eingangsglied mit der Antriebseinheit verbindbar ist (DE 37 21 628 C2 ) .

Bei diesem bekannten Winkelgetriebe ist das Längsdifferential in Form eines Kegelraddifferentials innerhalb des Längsausgangsgliedes angeordnet, genauer gesagt innerhalb des Tellerrades des Winkeltriebs für die Hinterachsanbindung.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang im Kraftfahrzeug, das eine erste und eine zweite angetriebene Achse aufweist, mit einer Antriebseinheit, die vorzugsweise einen Antriebsmotor und ein Übersetzungsgetriebe aufweist, und mit einem Winkelgetriebe der eingangs genannten Art.

Generell betrifft die vorliegende Erfindung AllradantriebsSysteme für Kraftfahrzeuge .

AllradantriebsSysteme für Kraftfahrzeuge unterteilen sich in kupplungsgesteuerte Systeme und in differentialgesteuerte Systeme .

Bei kupplungsgesteuerten Systemen wird gewöhnlich eine der zwei Achsen ständig angetrieben . Die zweite Achse wird mittels einer Kupplung nur bei Bedarf zugeschaltet . Dies kann automatisiert nach Bedarf geschehen. Derartige kupplungsgesteuerte Systeme sind auch als „Hang-On-AllradantriebsSystem" bekannt .

Bei differentialgesteuerten Allradantriebssystemen wird die Antriebsleistung der Antriebseinheit zunächst mittels eines Längsdifferentials aufgeteilt, so dass Antriebsleistung permanent auf die beiden angetriebenen Achsen verteilt wird .

Ein solches System ist beispielsweise bekannt aus der WO 02/28678 Al .

Hierbei ist an eine in einem Fahrzeug vorne quer eingebaute Antriebseinheit ein Verteilergetriebe (PTU „Power Take-Off Unit) angeflanscht, die über einen Winkeltrieb das Drehmoment auf die Hinterachse überträgt . Die Drehmomentverteilung auf die Räder erfolgt über ein Längsdifferential und ein Vorderachsdifferential,, die als Planetenradsätze ausgebildet und im Übersetzungsgetriebe angeordnet sind.

Ferner ist aus der DE 103 13 386 Al ein Winkelgetriebe bekannt , bei dem eingangsseitig zunächst ein Vorderachsdifferential in Form eines Kegelraddifferentials , dann ein Längsdifferential in Form eines Planetenradsatzes und anschließend ^" ein Rad angeordnet sind, das einen Teil des Längsausgangsgliedes bzw. der Längsausgangsanordnung bildet.

Ferner ist in dem Winkelgetriebe eine Zwischenwelle angeordnet, die den Ausgang des Längsdifferentials mit einer Kardanwelle verbindet.

Problematisch ist bei diesen bekannten Ansätzen, dass es häufig keine klare Trennung der Übersetzungsgetriebekomponenten einerseits und der Allradkomponenten andererseits gibt. Diese Vermischung der Antriebskomponenten wirkt sich erschwerend auf die Getriebeentwicklung aus . Zum einen beträgt der Allradanteil bei vielen Fahrzeugtypen nicht 100 % , und es müssen unterschiedliche Getriebebauformen mit berücksichtigt werden ( z .B . Handschaltgetriebe, ASG-Getriebe, Automatikgetriebe, stufenlose Getriebe, etc . ) .

Ferner sind im Bereich der Schnittstelle zwischen dem Übersetzungsgetriebe und dem Verteilergetriebe vier Antriebswellen erforderlich . Dies führt zu einem erhöhten Aufwand bezüglich Lagerung und des Dichtungskonzeptes .

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Winkelgetriebe für einen Allradantriebssträng bzw. einen solchen Allradantriebssträng selbst anzugeben .

Die obige Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Winkelgetriebe dadurch gelöst, dass das Längsdifferential in Querrichtung auf einer Seite des Längsausgangsgliedes angeordnet ist, die dem Eingang des Gehäuses gegenüberliegt .

Durch diese Maßnahme kann zum einen eine klare Trennung zwischen der Antriebseinheit (dem Übersetzungsgetriebe ) und den Allradantriebskomponenten des AntriebsStranges realisiert werden . Dies kann den technischen Aufwand für das Übersetzungsge-

triebe und für den Antriebssträng insgesamt erheblich verringern.

Ferner ist es durch dieses Konzept möglich, unterschiedliche Allradkonzepte oder auch Antriebsstränge zu realisieren , die nach dem Baukastensystem einfach als herkömmliche zweiradge- triebene Systeme ausgeführt werden können, oder optional als allradgetriebene Systeme .

Dadurch, dass das Winkelgetriebe ein Gehäuse mit einem Eingang aufweist, an dem das Eingangsglied mit der Antriebseinheit verbindbar ist, lässt sich das Winkelgetriebe auf einfache Weise an der Antriebseinheit, insbesondere an einem Übersetzungsgetriebe der Antriebseinheit anbringen, insbesondere anflanschen.

Da das Längsdifferential in Querrichtung auf einer Seite des Längsausgangsgliedes angeordnet ist, die dem Eingang des Gehäuses gegenüberliegt, kann diese Seite des Längsausgangsgliedes variabel für unterschiedliche Konzepte verwendet werden . Die Maßnahme ist ferner konsistent mit dem oben genannten modularen Ansatz , bei dem ggf . auch andere Allradkonzepte (bspw. kupplungsgesteuerte Allradsysteme) an die Antriebseinheit angeflanscht werden, je nach Modell an einer bestimmten Kraftfahrzeugbaureihe.

Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform, die für sich genommen auch ohne die Maßnahme , das Längsdifferential in das Winkelgetriebe zu integrieren, eine eigenständige Erfindung darstellt, ist das Längsdifferential ein Kronenraddifferential .

Diese Maßnahme ermöglicht auf konstruktiv günstige Weise, dass das Längsdifferential sich einerseits mit dem Längsausgangsglied und andererseits mit einem Querdifferential für die erste angetriebene Achse verbinden lässt.

Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn in das Winkelgetriebe eine Längssperrkupplung integriert ist.

Hierbei ist es möglich, Antriebsmoment jeweils zu der Achse mit dem höheren Reibwert zu übertragen. Dies kann insbesondere bei μ-Sprung-Bedingungen günstig sein .

Die Sperrwirkung einer solchen integrierten Längssperrkupplung kann relativ hoch sein, da diese Sperrkupplung vorzugsweise nach dem Welle-Welle-Prinzip arbeitet und sich folglich das doppelte Kupplungsmoment als Sperrmoment einstellen kann ( siehe Looman, Zahnradgetriebe, Seite 441 , und Firmenschrift der Firma Viscodrive , Seiten 50-64 ) .

Dabei ist es von besonderem Vorteil , wenn die Längssperrkupplung in Querrichtung zwischen dem Längsdifferential und dem Längsausgangsglied angeordnet ist .

Auch dies ermöglicht auf konstruktiv einfache Weise , die Ausgangsglieder des Längsdifferentials bei Bedarf miteinander zu verbinden.

Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist in das Winkelgetriebe ferner ein Querdifferential integriert, dessen Eingangsglied mit einem Ausgangsglied des Längsdifferentials verbunden ist und dessen Ausgangsglieder mit den Querausgangsgliedern verbunden sind.

Hierdurch wird eine noch höhere Integration von Bauteilen ermöglicht. Die Anordnung des Querdifferentials nicht in dem Gehäuse des Übersetzungsgetriebes sondern in dem Gehäuse des Winkelgetriebes ermöglicht zudem, die Funktion des Querdifferentials in die Allradstrategie mit einzubeziehen .

Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn das Querdifferential in Querrichtung auf einer Seite des Längsausgangsgliedes angeordnet ist , die dem Eingang des Gehäuses gegenüberliegt .

Auch dies führt zu einer vergleichsweise einfachen Einbindung des Querdifferentials in das Winkelgetriebe, wobei der Ansatz für die Modularität erhalten bleiben kann.

Sofern bei anderen Varianten einer Kraftfahrzeugbaureihe gewöhnlich ein Querdifferential in dem Übersetzungsgetriebegehäuse integriert ist, kann dieser Leerraum entweder durch eine Gehäusevariante des Übersetzungsgetriebes genutzt werden. Alternativ ist es auch möglich, diesen Leerraum in dem Übersetzungsgetriebegehäuse durch eine Wellenkonstruktion einfach zu überbrücken.

Ferner ist es hierbei vorteilhaft, wenn das Querdifferential benachbart zu dem Längsdifferential angeordnet ist, vorzugsweise auf der dem Längsantriebsglied abgewandten Seite.

Auf diese Weise kann ein Ausgang des Längsdifferentials direkt mit einem Eingang des Querdifferentials verbunden werden.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Querdifferential als Plane- tenraddifferential ausgebildet ist .

Zum einen wird hier durch die Anbindung an ein Längsdifferential erleichtert, das als Kronenraddifferential ausgebildet ist. Zum anderen kann hierdurch das Querdifferential in Querrichtung (d. h. in Achsrichtung der ersten angetriebenen Achse ) vergleichsweise kurz ausgebildet werden. Hierdurch lassen sich nach Bedarf eine Vielzahl von weiteren Komponenten in das Winkelgetriebe integrieren, ohne dass die axiale Baulänge zu sehr ansteigt.

Bei dieser Maßnahme ist es von besonderem Vorteil, wenn das Eingangsglied des Querdifferentials durch ein Hohlrad gebildet ist.

Ein solches Hohlrad ermöglicht zum einen eine vergleichsweise günstige Anbindung an ein Längsdifferential, insbesondere an ein Ausgangsglied eines Kronenraddifferentials . Zum anderen ist es bei der Ausbildung des Eingangsgliedes des Querdifferentials als Hohlrad eines Planetenradsatzes möglich, ggf . weitere Allradkomponenten auf konstruktiv einfache Weise in das Winkelgetriebe zu integrieren. Beispielsweise kann das Hohlrad auf diese Weise das Längsdifferential übergreifen und so auf einfache Weise mit einem Längsdifferential verbunden werden.

Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn eine Quersperrkupplung für die erste angetriebene Achse in das Winkelgetriebe integriert ist.

Durch diese Maßnahme kann auch unter μ-Split-Bedingungen Antriebsmoment jeweils zum Rad mit dem höheren Reibwert geleitet werden.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Quersperrkupplung in Querrichtung im Bereich des dem Eingang gegenüberliegenden Bereiches des Gehäuses angeordnet ist.

Auf diese Weise kann die Quersperrkupplung zum einen günstig an das Querdifferential angebunden werden. Zum anderen kann auch eine Aktuatorik auf günstige Weise vorgesehen werden, bspw. in einem Gehäusedeckel des Winkelgetriebegehäuses .

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Quersperrkupplung eines der Querausgangsglieder mit dem Eingangsglied des Querdifferentials verbindet .

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssträng ist es ferner vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit im Bereich der ersten angetriebenen Achse quer in das Kraftfahrzeug einbaubar ist.

Von besonderem Vorteil ist es , wenn es sich bei dem Antriebsstrang um einen Front-Quer-Antriebssträng für Kraftfahrzeuge , insbesondere der Mittelklasse handelt.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig . 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges ; und

Fig . 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Winkelgetriebes des Antriebsstranges der Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Antriebssträng für ein Kraftfahrzeug generell mit 10 bezeichnet .

Der Antriebssträng 10 ist für den Frontquer-Einbau in einem Kraftfahrzeug ausgelegt und weist eine Antriebseinheit 12 auf . Die Antriebseinheit 12 beinhaltet einen Antriebsmotor 14 wie z .B . einen Verbrennungsmotor sowie ein Übersetzungsgetriebe 16. Das Übersetzungsgetriebe 16 ist im dargestellten Fall ein Vorgelegegetriebe, also bspw. ein Handschaltgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) . Das Übersetzungsgetriebe 16 kann jedoch auch als klassisches Automatikgetriebe ausgebildet sein, als stufenloses Getriebe oder als Doppelkupplungsgetriebe , um einige Beispiele zu nennen.

Im dargestellten Fall ist in dem Übersetzungsgetriebe 16 ein Abtriebsradsatz ( sog. Final-Drive-Radsatz ) vorgesehen, der eine Vorgelegewelle des Übersetzungsgetriebes 16 mit einem Rad verbindet, das koaxial zu der Vorderachse VA des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.

Dieser Final-Drive-Radsatz ist in dem Gehäuse 18 des Übersetzungsgetriebes 16 aufgenommen . Das Gehäuse 18 des Übersetzungsgetriebes weist in Querrichtung einen ersten Ausgang 20 auf , im Bereich dessen ein Winkelgetriebe 22 ^" angeflanscht ist . Genauer gesagt ist ein Gehäuse 24 des Winkelgetriebes 22 an das Gehäuse 18 im Bereich des Ausgangs 20 angeflanscht.

Das Übersetzungsgetriebegehäuse 18 weist einen zweiten Ausgang auf , durch den heraus sich ein erstes Querausgangsglied 26 ( Seitenwelle links ) erstreckt.

Das Final-Drive-Rad, das koaxial hierzu ausgerichtet ist, ist an einer Hohlwelle festgelegt, durch die hindurch sich das erste Querausgangsglied 26 erstreckt .

Ein zweites Querausgangsglied 28 (Seitenwelle rechts ) erstreckt sich aus einem Ausgang des Winkelgetriebes 22 heraus .

Das Winkelgetriebe 22 weist ferner einen weiteren Ausgang auf , aus dem heraus sich ein Längsausgangsglied 30 erstreckt, das dazu ausgelegt ist, mit einer Hinterachse HA verbunden zu werden.

Obgleich dies in Fig . 1 nicht dargestellt ist, ist zumindest ein Längsdifferential zur Verteilung von Antriebsleistung auf die Vorderachse VA bzw. die Hinterachse HA in dem Gehäuse 24 des Winkelgetriebes 22 integriert .

Dies ist im Detail in Fig. 2 gezeigt, die ein mögliches Ausführungsbeispiel des Winkelgetriebes 22 in größerer Genauigkeit zeigt.

Es ist zu erkennen, dass ein Final-Drive-Rad 34 in dem Gehäuse 18 des Übersetzungsgetriebes 16 gelagert und mit einem Ausgangsglied 36 in Form einer Hohlwelle verbunden ist.

In dem Winkelgetriebegehäuse 24 ist, koaxial zu dem Querausgangsglied 26 , ein Eingangsglied 38 in Form einer zweiten Hohl-

welle gelagert. Die Hohlwellen 36 , 38 sind miteinander verbunden, und zwar im Bereich des Ausgangs 20 des Gehäuses 18.

In Bezug auf das Eingangsglied 38 des Winkelgetriebes 22 ist eine Tellerradhohlwelle 41 drehbar gelagert, an der ein Tellerrad 40 eines Winkeltriebs festgelegt ist .

Ein Ritzel 42 des Winkeltriebs steht mit dem Tellerrad 40 in Eingriff und ist mit dem Längsausgangsglied 30 verbunden.

Der Winkeltrieb bestehend aus dem Tellerrad 40 und dem Ritzel 42 ist benachbart zu dem Eingang 20 des Winkelgetriebes 22 angeordnet .

Das Eingangsglied 38 erstreckt sich folglich durch die Tellerradhohlwelle 41 hindurch und steht gegenüber dieser in axialer Richtung vor. Das Eingangsglied 38 ist auf der dem Eingang 20 gegenüberliegenden Seite des Längsausgangsgliedes 30 bzw. des Tellerrads 40 mit dem Eingangsglied eines Längsdifferentials 44 verbunden.

Das Längsdifferential 44 ist als Kronenraddifferential ausgebildet und weist einen Steg 46 auf , an dem zwei nicht näher bezeichnete Stirnräder drehbar gelagert sind. Das Längsdifferential 44 in Form des Kronenraddifferentials weist ferner ein erstes Kronenrad 48 auf, das mit der Tellerradhohlwelle 41 verbunden ist und damit mit dem Abtrieb zur Hinterachse HA.

Ferner weist das Kronenraddifferential 44 ein zweites Kronenrad 50 auf , das mit einem Eingangsglied eines Querdifferentials 52 verbunden ist (Abtrieb Vorderachse VA) .

Das Querdifferential 52 ist ebenfalls in dem Gehäuse 24 gelagert, und zwar benachbart zu dem Längsdifferential 44.

Genauer gesagt, liegt das Querdifferential 52 auf einer dem Tellerrad 40 gegenüberliegenden Seite des Längsdifferentials 44.

Das Querdifferential 52 ist als Planetenraddifferential ausgebildet und weist ein Hohlrad 54 auf, dass das Eingangsglied des Querdifferentials bildet.

Das Hohlrad 54 ist folglich mit dem zweiten Kronenrad 50 verbunden.

Das Querdifferential 52 weist ferner einen Planetenträger 56 herkömmlicher Bauart auf , der mit dem zweiten Querausgangsglied 28 ( Seitenwelle rechts ) verbunden ist. Ein Sonnenrad 58 des Querdifferentials 52 ist mit dem ersten Querausgangsglied 26 (Seitenwelle links ) verbunden.

In das Winkelgetriebegehäuse 24 sind ferner eine Längssperr- kupplung 60 sowie eine Quersperrkupplung 62 integriert . Das Winkelgetriebe 22 kann jedoch auch ohne diese Sperrkupplungen 60 , 62 ausgebildet sein, oder nur mit Längssperrkupplung 60 bzw. nur mit Quersperrkupplung 62.

Die Längssperrkupplung 60 ist zwischen dem Tellerrad 40 und dem ersten Kronenrad 48 angeordnet. Ein Käfigbauteil 64 umschließt die Differentiale 44 ,- 52 und ggf = die Sperrkupplungen 60 ,- 62 und ist zumindest mit dem Hohlrad 54 und dem zweiten Kronenrad 50 verbunden. Im vorliegenden Fall übergreift das Käfigbauteil 64 auch die Längssperrkupplung 60 und ist mit einem ersten

Reibglied der Sperrkupplung 60 verbunden . Ein zweites Reibglied der Längssperrkupplung 60 ist mit der Tellerradhohlwelle 41 verbunden.

Somit ist die Längssperrkupplung 60 dazu ausgelegt, die zwei Ausgänge des Längsdifferentials 44 miteinander zu verbinden. Hierdurch kann Antriebsmoment zu der Achse des Kraftfahrzeuges mit dem höheren Reibwert übertragen werden.

Das Käfigbauteil 64 übergreift auch die Quersperrkupplung 62 und ist mit einem ersten Reibglied der Quersperrkupplung 62 verbunden. Ein zweites Reibglied der Quersperrkupplung 62 ist mit dem zweiten Querausgangsglied 28 (Seitenwelle rechts ) verbunden.

Demzufolge ist die Quersperrkupplung 62 dazu ausgelegt, den Eingang (Hohlrad 54 ) des Querdifferentials 52 mit einem seiner Ausgänge (dem Querausgangsglied 28 ) zu verbinden.

Demzufolge kann an der Vorderachse VA Antriebsmoment zu dem Rad (links bzw. rechts ) geleitet werden, bei dem bessere Reibwerte vorhanden sind .

Im Betrieb wird das Antriebsmoment der Antriebseinheit 12 in dem Längsdifferential 44 aufgeteilt und treibt die Hinterachse HA und die Vorderachse VA anteilig an. Je nach Zähnezahlver- hältnis sind die Drehmoment-Verteilungen symmetrisch, es sind jedoch auch andere Verhältnisse, bspw. 60 %/40 % bzw. 40 %/60 % , realisierbar.

Das Hohlrad 54 des Querdifferentials 52 überträgt das Vorderachsmoment auf den Planetenträger (Steg) 56 und auf das Sonnenrad 58.

Das Antriebsmoment für die Hinterachse HA wird über das Längsausgangsglied 30 abgeführt. Das Längsausgangsglied 30 kann bspw. über eine Kardanwelle mit einem Hinterachsdifferential (nicht gezeigt) herkömmlicher Bauart verbunden sein.

Das Hinterachsdifferential kann ggf . auch mit einer Quersperrkupplung ausgestattet sein.

Die Sperrwirkung der LängsSperrkupplung 60 ist vergleichsweise hoch, da diese Kupplung nach dem Welle-Welle-Prinzip arbeitet und sich folglich das doppelte Kupplungsmoment als Sperrmoment einstellt.

Die Quersperrkupplung 62 kann bei Betätigung die Differentialfunktion des Querdifferentials 52 aufheben, bspw. unter μ-Split-Bedingungen, so dass Antriebsmoment zu dem Vorderrad mit dem höheren Reibwert fließt.

Die Sperrkupplungen 60 , 62 können bspw. hydraulisch betätigt werden, wobei zwischen der Längssperrkupplung 60 und dem Tellerrad 40 bspw. eine Zwischenwand vorgesehen sein kann (nicht dargestellt) . An dieser Zwischenwand kann zum einen die Tellerradhohlwelle 41 gelagert werden. Zum anderen kann in eine solche Zwischenwand auch ein Hydraulikaktuator zum Betätigen der Längssperrkupplung 60 integriert werden.

Ein Hydraulikaktuator zum Betätigen der Quersperrkupplung 62 kann bspw. in ein Gehäusedeckel des Winkelgetriebes 22 integriert werden, der auf die Zwischenwand aufgesetzt wird .

Es versteht sich, dass die Sperrkupplungen, 60 , 62 durch eine übergeordnete Steuereinheit automatisiert betätigt werden können, also je nach Bedarf geöffnet bzw. geschlossen werden.

Durch die Maßnahme , die Allradkomponenten bzw. Momentenvertei- lungseinrichtungen im Wesentlichen auf der dem Eingang 20 gegenüberliegenden Seite des Winkeltriebs 40 , 42 anzuordnen, fügt sich das Winkelgetriebe 22 mit Längsdifferential 44 in ein .nodulares Baukastensystem ein. Das modulare Baukastensystem kann bspw. vorsehen, anstelle des Winkelgetriebes 22 ein normales Vorderachsdifferential vorzusehen ( z .B . bei alleinigem Vorderachsantrieb) . Anstelle des Winkelgetriebes 22 könnte jedoch auch ein alternatives Winkelgetriebe eingebaut bzw. an das Übersetzungsgetriebe 16 angeflanscht werden, das bspw. eine Hang-On-Kupplung für ein kupplungsgesteuertes Allradsystem aufweist, ggf . mit Quersperre . Als weiteres alternatives Winkelgetriebe kann auch ein sog . Torque-Vectoring-Antrieb für die Vorderachse integriert werden, bei dem für die zwei Querausgangsglieder 26 , 28 jeweils eine eigene Kupplung vorgesehen wird und dieses Twin-Kupplungspaket das herkömmliche Querdifferential ersetzt .