DE10230185A1

DE10230185A1 - Bauelement für den Abtriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10230185A1
Application number: DE2002130185
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Herlitzek; Rudolf Mini
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Es wird ein Bauelement für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend als Bauteile einen Planetensatz mit einem angetriebenen Element (6), mindestens eine mit einem weiteren Element (2, 5) des Planetensatzes verbundene Abtriebswelle (4, 4'), mindestens zwei Kupplungen (K1, K2, K3), mindestens eine Bremse (B1, B2), wobei die Bauteile derart angeordnet und miteinander verbindbar sind, dass in Abhängigkeit von der Betätigung der zumindest zwei Kupplungen (K1, K2, K3) und der mindestens einen Bremse (B1, B2), ein Differential, ein gesperrtes Differential sowie mindestens eine Übersetzungsstufe realisierbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind Dreiwellen-Planetengetriebe mit zwei Übersetzungen und einem direkten Gang bekannt. Des weiteren sind Differentiale in Planetengetriebeausführung mit angetriebenem Hohlrad und Doppelplaneten bekannt, bei denen der Abtrieb über eine Sonnenradwelle und eine Stegwelle erfolgt. Derartige Differentiale werden hauptsächlich in Baumaschinengetrieben eingesetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement in Planetenbauweise anzugeben, welches es ermöglicht, je nach Bedarf sowohl als Differential oder gesperrtes Differential als auch als Splitter für ein vorgeschaltetes Getriebe eingesetzt zu werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Varianten und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein Bauelement in Planetenbauweise, vorzugsweise mit Doppelplaneten, vorgeschlagen, umfassend als Bauteile einen Planetensatz mit einem angetriebenen Element, mindestens eine mit einem weiteren Element des Planetensatzes verbundene Abtriebswelle, mindestens zwei Kupplungen, mindestens eine Bremse, wobei die Bauteile derart angeordnet und miteinander verbindbar sind, dass in Abhängigkeit von der Betätigung der zumindest zwei Kupplungen und der mindestens einen Bremse, ein Differential, ein gesperrtes Differential sowie mindestens eine Übersetzungsstufe realisierbar sind. Vorzugsweise wird das Hohlrad als Antriebselement verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
1 eine erste Ausführungsform eines Bauelementes gemäß der Erfindung;
2 eine zweite Ausführungsform eines Bauelementes gemäß der Erfindung und
3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauelementes.
Gemäß 1 enthält das erfindungsgemäße Bauelement 1 in Planetenbauweise zwei Kupplungen K1 und K2 und eine Bremse B1. Mittels der Bremse B1 ist der Steg 2 des Planetensatzes mit dem Gehäuse G lösbar verbindbar; die Kupplung K1 verbindet den Steg 2 mit einer Abtriebswelle 4, die wiederum über die Kupplung K2 mit einer weiteren Abtriebswelle 4' verbindbar ist, welche mit dem Sonnenrad 5 verbunden ist. Hierbei wird das Hohlrad 6 des Planetensatzes als Antriebselement verwendet. Der Abtrieb erfolgt bei geschlossener Kupplung K1 über den Steg 2 und/oder bei geschlossener Bremse B1 und geöffneter Kupplung K1, wobei Kupplung K2 wahlweise geöffnet oder geschlossen sein kann, über das Sonnenrad 5.
Durch Schließen der Kupplung K1 ist ein Differentialantrieb möglich. Bei zusätzlich neben der Kupplung K1 geschlossener Kupplung K2 wird das Differential gesperrt, so dass eine starre mechanische Verbindung zwischen den Abtriebswellen 4 und 4' hergestellt wird.
Bei geschlossener Bremse B1 und geöffneter Kupplung K1 wird dahingegen am Abtrieb 4' eine dem Planetentrieb entsprechende Übersetzung erzielt, wobei die Kupplung K2 geschlossen sein kann, wenn der Abtrieb zu beiden Seiten 4, 4' erfolgen soll.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Bauelementes, die ebenfalls zwei Kupplungen und eine Bremse umfasst, ist Gegenstand der 2. Hierbei verbindet die Kupplung K1 die Abtriebswelle 4 mit dem Sonnenrad 5. Das Sonnenrad 5 ist mittels der Bremse B1 mit dem Gehäuse G lösbar verbindbar. Des weiteren ist das Sonnenrad 5 mittels der Kupplung K2 mit der Abtriebswelle 4' verbindbar. Der Steg 2 des Planetensatzes ist ständig mit der Abtriebswelle 4' verbunden.
Die Funktionsweise des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht derjenigen der Ausführungsform gemäß 1: Durch Schließen der Kupplung K1 ist ein Differentialantrieb möglich, wobei ein gesperrtes Differential durch zusätzliches Schließen der Kupplung K2 realisiert wird. Bei geschlossener Bremse B1 und geöffneten Kupplungen K1 und K2 wird am Abtrieb 4' über den Steg 2 eine dem Planetentrieb entsprechende Übersetzung erzielt.
Bei der in 3 gezeigten Variante ist eine zusätzliche Bremse B2, welche den Steg 2 mit dem Gehäuse G lösbar verbindet sowie eine zusätzliche Kupplung K3, über die die Verbindung des Stegs 2 mit der Abtriebswelle 4' unterbrochen werden kann, vorgesehen. Wenn die Bremse B1 und die Kupplung K3 geschlossen sind, dann wird eine erste Übersetzung erzielt, wohingegen eine zweite Übersetzung bei geschlossenen Schaltelementen B2 und K2 erzielt wird. Erfindungsgemäß wird bei geschlossenen Kupplungen K1 und K3 ein Differentialbetrieb ermöglicht. Zudem kann bei geschlossenen Kupplungen K2 und K3 der Betrieb eines gesperrten Differentials realisiert werden. Für einen Abtrieb über die Abtriebswelle 4 muß die Kupplung K1 geschlossen sein. Eine geschlossene Bremse B1 erlaubt bei Fahrantrieb nicht, dass auch die Kupplung K1 geschlossen wird. Es gibt weitere Kupplungs- und/oder Bremskombinationen, die einander ausschließen.
Gemäß der Erfindung können die eingesetzten Kupplungen lastschaltbar ausgebildet sein. Zudem kann der Hauptabtrieb sowohl zu der einen als auch zu der anderen Seite hin erfolgen.
Bei Fahrzeugstillstand ist es möglich, bei geeigneter konstruktiver Ausführung, z. B. ausreichend dimensionierter Bremse und über Federkraft geschlossene Bremsen, geeignete Kupplungs-/Bremskombinationen, z. B. entsprechend 3 beispielsweise Kupplung K1 und Bremse B1 und/oder Kupplung K3 und Bremse B2, als Feststellbremse für das Fahrzeug zu nutzen. Bei entsprechender Auslegung ist auch ein Einsatz als (Hilfs-)Bremse für das Fahrzeug möglich.

1: Bauelement
2: Steg
4: Abtriebswelle
4': Abtriebswelle
5: Sonnenrad
6: Hohlrad
K1: Kupplung
K2: Kupplung
K3: Kupplung
B1: Bremse
B2: Bremse
G: Gehäuse

Claims

Bauelement für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend als Bauteile einen Planetensatz mit einem angetriebenen Element (6), mindestens eine mit einem weiteren Element (2, 5) des Planetensatzes verbundene Abtriebswelle (4, 4'), mindestens zwei Kupplungen (K1, K2, K3), mindestens eine Bremse (B1, B2), dadurch gekenn zeichnet, dass die Bauteile derart angeordnet und miteinander verbindbar sind, dass in Abhängigkeit von der Betätigung der zumindest zwei Kupplungen (K1, K2, K3) und der mindestens einen Bremse (B1, B2), ein Differential, ein gesperrtes Differential sowie mindestens eine Übersetzungsstufe realisierbar sind.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (lastschaltbar ausgebildet sind.
Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetensatz Doppelplaneten aufweist.
Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kupplungen (K1, K2) und eine Bremse (B1) vorgesehen sind, wobei der Steg (2) des Planetensatzes mittels der Bremse (B1) mit dem Gehäuse (G) über ein Rad (3) lösbar verbindbar ist, wobei die Kupplung (K1) den Steg (2) oder das Sonnenrad (5) mit einer Abtriebswelle (4) verbindet, welche über die Kupplung (K2) mit einer weiteren Abtriebswelle (4') verbindbar ist und wobei das Hohlrad (6) des Planetensatzes als An triebselement verwendet wird, derart, dass durch Schließen der Kupplung (K1) ein Differentialantrieb realisierbar ist, durch Schließen der Kupplungen (K1) und (K2) das Differential gesperrt wird und dass bei geschlossener Bremse (B1) und geöffneter Kupplung (K1) an der Abtriebswelle (4') eine dem Planetensatz entsprechende Übersetzung erzielbar ist.
Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Bremse (B1) und geschlossener Kupplung (K2) an beiden Abtriebswellen (4, 4') eine dem Planetensatz entsprechende Übersetzung erzielbar ist.
Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kupplungen (K1, K2) und eine Bremse (B1) vorgesehen sind, wobei die Kupplung (K1) die Abtriebswelle (4) mit dem Sonnenrad (5) verbindet, wobei das Sonnenrad (5) mittels der Bremse (B1) mit dem Gehäuse (G) lösbar verbindbar ist und wobei das Sonnenrad (5) mittels der Kupplung (K2) mit der Abtriebswelle (4') verbindbar ist und der Steg (2) des Planetensatzes ständig mit der Abtriebswelle (4') verbunden ist, derart, dass durch Schließen der Kupplung (K1) ein Differentialantrieb realisierbar ist, durch Schließen der Kupplung (K2) das Differential gesperrt wird und dass bei geschlossener Bremse (B1) und geöffneten Kupplungen (K1) und (K2) an der Abtriebswelle (4') über den Steg (2) eine dem Planetensatz entsprechende Übersetzung erzielbar ist.
Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Kupplungen (K1, K2, K3) und zwei Bremsen (B1, B2) vorgesehen sind, wobei die Kupplung (K1) die Abtriebswelle (4) mit dem Sonnen rad (5) verbindet, wobei das Sonnenrad (5) mittels der Bremse (B1) mit dem Gehäuse (G) lösbar verbindbar ist und wobei das Sonnenrad (5) mittels der Kupplung (K2) mit der Abtriebswelle (4') verbindbar ist und der Steg (2) des Planetensatzes mittels der Bremse (B2) mit dem Gehäuse (G) lösbar verbindbar ist und die Kupplung (K3) den Steg (2) mit der Abtriebswelle (4') verbindet, derart, dass durch Schließen der Kupplungen (K1) und (K3) ein Differentialantrieb realisierbar ist, durch Schließen der Kupplungen (K2) und (K3) das Differential gesperrt wird, dass bei geschlossener Bremse (B1) und geschlossener Kupplung (K3) an der Abtriebswelle (4') eine erste dem Planetensatz entsprechende Übersetzung erzielbar ist und dass bei geschlossener Bremse (B2) und geschlossener Kupplung (K2) an der Abtriebswelle (4') eine zweite dem Planetensatz entsprechende Übersetzung erzielbar ist.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch gleichzeitiges Betätigen mindestens einer Bremse (B1) und mindestens einer Kupplung (K1) das Bauelement als Feststellbremse wirkt.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch gleichzeitiges Betätigen mindestens einer Bremse (B1) und mindestens einer Kupplung (K1) das Bauelement als Hilfs- oder Betriebsbremse wirkt .