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Title:
DRIVE TRAIN OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/280588
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive train of a vehicle with a first drive axle (3), a second drive axle (18) and at least one third drive axle (28), wherein a transmission unit (1) is arranged behind the first drive axle (3) in the forwards direction of travel (2) of the vehicle, and a spur gearing (5) of the first drive axle (3) and a spur gearing (14) of the second drive axle (18) and a spur gearing (22) of the third drive axle (28) can be rotatably driven by the transmission unit (1). In this case, the first drive axle (3) can be rotatably driven by the spur gearing (5) of the first drive axle (3) via a first differential gearing (6), the second drive axle (18) can be rotatably driven by the spur gearing (14) of the second drive axle (18) via a second differential gearing (17), and the third drive axle (28) can be rotatably driven by the spur gearing (22) of the third drive axle (28) via a third differential gearing (27). The spur gearings (5, 14, 22) are in each case three-stage spur gearings, wherein the input spur gears (8, 13, 24) are designed as input spur gears (8, 13, 24) which are located at the top and have the same number of teeth, wherein the output spur gears (9, 16, 23) are designed as output spur gears (9, 16, 23) which are located at the bottom and have the same number of teeth, wherein the intermediate gears (10, 25, 26) are designed as spur gears (10, 25, 26) which lie in between and have the same number of teeth, and wherein all of the spur gearings (5, 14, 22) are arranged in front of the respectively assigned drive axle (3, 18, 28) in the direction of travel.

Inventors:
GROSSWALD THOMAS (DE)
HERFURTH ENRICO (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/067293
Publication Date:
January 12, 2023
Filing Date:
June 24, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60B35/00; B60K17/344; B60K17/36; F16H1/20
Foreign References:
DE4231170A11994-03-24
EP1468859A22004-10-20
DE102017003905A12017-11-02
GB959582A1964-06-03
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Claims:
Patentansprüche

1 .Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer eine Frontachse des Fahrzeugs bilden- den ersten Antriebsachse (3), einer zweiten Antriebsachse (18) und mindestens einer dritten Antriebsachse (28), wobei eine von einem Antrieb antreibbare Getriebeeinheit (1 ) in Vorwärtsfahrtrichtung (2) des Fahrzeugs hinter der ersten Antriebsachse (3) angeordnet ist und durch die Getriebeeinheit (1 ) ein Stirnradgetriebe (5) der ersten Antriebsachse (3) in eine erste Drehrichtung sowie ein Stirnradgetriebe (14) der zwei- ten Antriebsachse (18) und von diesem ein Stirnradgetriebe (22) der driten An- triebsachse (28) in eine zur ersten Drehrichtung gleiche Drehrichtung drehbar an- treibbar ist, wobei von dem Stirnradgetriebe (5) der ersten Antriebsachse (3) über ein erstes Differentialgetriebe (6) die erste Antriebsachse (3), von dem Stirnradgetriebe (14) der zweiten Antriebsachse (18) über ein zweites Differentialgetriebe (17) die zweite Antriebsachse (18) sowie von dem Stirnradgetriebe (22) der dritten An- triebsachse (28) über ein drittes Differentialgetriebe (27) die dritte Antriebsachse (28) drehbar antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradgetriebe (5, 14, 22) der ersten Antriebsachse (3), der zweiten Antriebsachse (18) und der driten An- triebsachse (28) jeweils dreistufige Stirnradgetriebe sind, wobei die Eingangsstirnrä- der (8, 13, 24) aller drei oder mehr Stirnradgetriebe als obenliegende Eingangsstirn- räder (8, 13, 24) gleicher Zähnezahl ausgebildet sind und wobei die Ausgangsstirn- räder (9, 16, 23) aller drei oder mehr Antriebsachsen (3, 18, 28) als untenliegende Ausgangsstirnräder (9, 16, 23) gleicher Zähnezahl ausgebildet, wobei die Zwischen- räder (10, 25, 26) aller drei oder mehr Antriebsachsen als dazwischenliegende Stirn- räder (10, 25, 26) gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei alle drei oder mehr Stirnradgetriebe (5, 14, 22) in Fahrtrichtung (2) vor der jeweils zugeordneten An- triebsachse (3, 18, 28) angeordnet sind.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradge- triebe eine Geradverzahnung aufweisen.

3. Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnradge- triebe (5, 14, 22) eine Schrägverzahnung aufweisen, wobei die Schrägungsrichtung des Eingangsstirnrades (8) der ersten Antriebsachse (3) gleich der Schrägungsrich-

9 tung der Eingangsstirnräder (13, 24) der zweiten und der dritten Antriebsachse (18, 28) gerichtet ist.

4. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das erste Differentialgetriebe (6) und/oder das zweite Differentialge- triebe (17) und/oder das dritte Differentialgetriebe (27) Kegelraddifferentialgetriebe sind.

5. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Getriebeeinheit (1 ) einen ersten Abtriebsflansch (30) aufweist, der über eine erste Kardanwelle (7) mit einem Antriebsflansch (31 ) des Eingangsstirn- rads (8) der ersten Antriebsachse (3) verbunden ist

6. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Getriebeeinheit (1 ) einen zweiten Abtriebsflansch (32) aufweist, der über eine oder mehrere zweite Kardanwellen (12) mit einem zweiten Antriebs- flansch (33) des Eingangsstirnrads (13) der zweiten Antriebsachse (18) verbunden ist.

7. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Eingangsstirnrad (13) der zweiten Antriebsachse (18) einen drit- ten Abtriebsflansch (34) aufweist, der über eine dritte Kardanwelle (20) mit einem dritten Antriebsflansch (35) des Eingangsstirnrades (24) der dritten Antriebsachse (28) verbunden ist, wobei die dritte Kardanwelle (20) sich bei einer Neutralstellung einer Federung der Fahrzeugachsen (3, 18, 28) horizontal erstreckt.

8. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das zweite Stirnradgetriebe (14) und das zweite Differentialgetriebe (17) sowie die zweite Antriebsachse (18) in einem ersten Mittengehäuse angeordnet sind, das über einen ersten A-Lenker (36) mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbun- den ist und dass das dritte Stirnradgetriebe (22) und das dritte Differentialgetriebe (27) sowie die dritte Antriebsachse (28) in einem zweiten Mitengehäuse angeordnet sind, das über einen zweiten A-Lenker (36‘) mit einem Aufbau des Fahrzeugs ver- bunden ist.

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Description:
Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer eine Frontachse des Fahrzeugs bildenden ersten Antriebsachse, einer zweiten An- triebsachse und mindestens einer driten Antriebsachse, wobei eine von einem An- trieb antreibbare Getriebeeinheit in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs hinter der ersten Antriebsachse angeordnet ist und durch die Getriebeeinheit ein Stirnradge- triebe der ersten Antriebsachse in eine erste Drehrichtung sowie ein Stirnradgetriebe der zweiten Antriebsachse und von diesem ein Stirnradgetriebe der dritten An- triebsachse in eine zur ersten Drehrichtung gleiche Drehrichtung drehbar antreibbar ist, wobei von dem Stirnradgetriebe der ersten Antriebsachse über ein erstes Diffe- rentialgetriebe die erste Antriebsachse, von dem Stirnradgetriebe der zweiten An- triebsachse über ein zweites Differentialgetriebe die zweite Antriebsachse sowie von dem Stirnradgetriebe der dritten Antriebsachse über ein drittes Differentialgetriebe die dritte Antriebsachse drehbar antreibbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau mit einer geringen Anzahl unterschiedlicher Bauteile und eine geringe Gesamtlänge aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stirnradgetriebe der ersten Antriebsachse, der zweiten Antriebsachse und der driten Antriebsachse je- weils dreistufige Stirnradgetriebe sind, wobei die Eingangsstirnräder aller drei oder mehr Stirnradgetriebe als obenliegende Eingangsstirnräder gleicher Zähnezahl aus- gebildet sind und wobei die Ausgangsstirnräder aller drei oder mehr Antriebsachsen als untenliegende Ausgangsstirnräder gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei die Zwischenräder aller drei oder mehr Antriebsachsen als dazwischenliegende Stirnrä- der gleicher Zähnezahl ausgebildet und wobei alte drei oder mehr Stirnradgetriebe in Fahrtrichtung vor der jeweils zugeordneten Antriebsachse angeordnet sind.

Abgesehen von an Stirnrädern angeordneten Antriebsflanschen sind die Eingangs- stirnräder der wenigstens drei Antriebsachsen gleich und die Ausgangsstirnräder der wenigstens drei Antriebsachsen ebenfalls gleich. Es können sogar alle Eingangs- Stirnräder, Zwischenräder und Ausgangsstirnräder aller wenigstens drei Antriebsach- se gleich sein. Durch die gleichen Eingangsstirnräder, Zwischenräder und Aus- gangsstirnräder können auch die Lager, Dichtungen und Getriebegehäuse gleich sein. Damit ergibt sich eine geringe Teilevielfalt des Antriebsstrangs, wodurch sich die Stückzahlerhöhung eine Kostenreduzierung bei der Beschaffung ergibt. Ebenfalls eine Ersatzteilbeschaffung wird günstiger.

Durch die immer gleiche Drehrichtung der Verzahnungsteile von untenliegendem Ausgangsstirnrad, Zwischenrad und Eingangsrad des Differentialgetriebes bestehen gleiche Kräfteverhältnisse an den Verzahnungen und Lagern und es sind identische Verhältnisse hinsichtlich der Ölversorgung der Getriebe vorhanden, was den Ent- wicklungsaufwand des Antriebsstrangs wesentlich reduziert.

Die Anordnung des Getriebes hinter der ersten Antriebsachse führt zu einer Reduzie- rung der Länge des Antriebsstrangs.

Die Stirnradgetriebe können eine Geradverzahnung aufweisen.

Weisen die Stirnradgetriebe eine Schrägverzahnung auf, wobei die Schrägungsrich- tung des Eingangsstirnrades der ersten Antriebsachse gleich der Schrägungsrich- tung der Eingangsstirnräder der zweiten und der dritten Antriebsachse gerichtet ist, so führt dies zu einer geringeren Geräuschemission.

Vorzugsweise sind das erste Differentialgetriebe und/oder das zweite Differentialge- triebe und/oder das dritte Differentialgetriebe Kegelraddifferentialgetriebe.

Da alle Antriebsachsen Stirnradgetriebe aufweisen, können hier kostenneutral Über- setzungen ungleich 1 :1 eingebracht werden. Hierdurch sind deutlich geringe Ge- räuschemission zu erreichen. Sobald nur eine Antriebsachse im Antriebsstrang kein Stirnradgetriebe aufweist, sind kostenintensive unterschiedliche Übersetzungen am Kegelraddifferentialgetriebe erforderlich, um auf eine einheitliche Rad- bzw. Reifen- drehzahl zu kommen. Vorzugsweise kann die Getriebeeinheit einen ersten Abtriebsflansch aufweisen, der über eine erste Kardanwelle mit einem Antriebsflansch des Eingangsstirnrads der ersten Antriebsachse verbunden ist.

Desgleichen kann die Getriebeeinheit einen zweiten Abtriebsflansch aufweisen, der über eine oder mehrere zweite Kardanwellen mit einem zweiten Antriebsflansch des Eingangsstirnrads der zweiten Antriebsachse verbunden ist.

Weist das Eingangsstirnrad der zweiten Antriebsachse einen dritten Abtriebsflansch auf, der über eine dritte Kardanwelle mit einem dritten Antriebsflansch des Eingangs- stirnrades der dritten Antriebsachse verbunden ist, wobei die dritte Kardanwelle sich bei einer Neutralstellung einer Federung der Fahrzeugachsen horizontal erstreckt, so ist in der Neutralstellung kein Beugewinkel der Kardanwelle vorhanden, so dass da- mit eine optimale Lage der Kardanwelle hinsichtlich Laufruhe und Lebensdauer ein- genommen werden kann.

Durch die höhere Lage der Antriebsflanschen und Abtriebsflanschen an den Ein- gangsstirnrädern sowie der Kardanwellen ist deren Abdichtung besser vor Ver- schmutzung geschützt, so dass auch eine Erhöhung der Wartungsintervalle ermög- licht wird. Darüber hinaus sind diese Bauteile durch ihre erhöhte Lage vor Beschädi- gungen aus dem Fahrbahnbereich geschützter, was insbesondere bei der Anwen- dung des Antriebsstrangs in Baufahrzeugen von Wichtigkeit ist.

Durch die jeweils gleichen Stirnradgetriebe fluchten die Kardanwellen zueinander und benötigen deshalb einen besonders geringen Einbauraum. Weiterhin können dadurch die Anbindungen der Antriebsachsen an den Fahrzeugaufbau einfach und gewichtsreduziert ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Fahrzeug- zuladung bei gleichbleibendem Fahrzeuggesamtgewicht.

Das zweite Stirnradgetriebe und das zweite Differentialgetriebe sowie die zweite An- triebsachse kann in einem ersten Mittengehäuse angeordnet sein, das über einen ersten A-Lenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist und das drite Stirn- radgetriebe und das dritte Differentialgetriebe sowie die dritte Antriebsachse in ei- nem zweiten Mittengehäuse angeordnet sind, das über einen zweiten A-Lenker mit einem Aufbau des Fahrzeugs verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines An- triebsstrangs in der Seitenansicht

Figur 2 eine perspektivische Prinzipdarstellung des Antriebsstrangs nach Figur 1.

Der dargestellten Antriebsstrang eines Fahrzeugs besitzt eine Getriebeeinheit 1 , die von einem nicht dargestellten Antrieb antreibbar ist.

In Vorwärtsfahrrichtung 2 vor der Getriebeeinheit 1 ist in einem ersten Getriebege- häuse 4 eine erste Antriebsachse 3 angeordnet, die über ein Stirnradgetriebe 5 mit Schrägverzahnung und ein erstes Differentialgetriebe 6 der ersten Antriebsachse 3 von der Getriebeeinheit 1 in einer ersten Drehrichtung drehbar antreibbar ist.

In Figur 1 ist das Stirnradgetriebe 5 der ersten Antriebsachse 3 ein dreistufiges Stirn- radgetriebe 5.

Von einem ersten Abtriebsflansch 30 der Getriebeeinheit 1 ist über eine erste Kar- danwelle 7 ein erster Antriebsflansch 31 eines ersten Eingangsstirnrads 8 des Stirn- radgetriebes 5 drehbar antreibbar, von dem über ein Zwischenrad 10 ein Ausgangs- stirnrad 9 drehbar antreibbar ist.

Von dem Ausgangsstirnrad 9 wird wiederum über das Differentialgetriebe 6, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, die erste Antriebsachse 3 drehbar angetrieben.

Mit den beiden Endbereichen der ersten Antriebsachse 3 sind jeweils ein Vorderrad 11 verbunden und drehbar antreibbar. Von einem dem ersten Ausgang entgegengesetzten zweiten Ausgang der Getriebe- einheit 1 ist von einem zweiten Abtriebsflansch 32 über mehrere zweite Kardanwel- len 12 ein zweiter Antriebsflansch 33 des Eingangsstirnrads 13 eines in einem zwei- ten Getriebegehäuse 15 angeordneten zweiten Stirnradgetriebes 14 in die gleiche Drehrichtung wie die erste Kardanwelle 7 drehbar antreibbar, von dem ein zweites Ausgangsstirnrad 16 drehbar antreibbar ist. Das zweite Stirnradgetriebe 14 ist ein dreistufiges Stirnradgetriebe 14 und der Drehantrieb des Ausgangsstirnrades 16 er- folgt von dem Eingangsstirnrad 13 über ein zweites Zwischenrad 25.

Von dem zweiten Ausgangsstirnrad 16 wird wiederum über ein zweites Differential- getriebe 17, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, eine zweite Antriebsachse 18 drehbar angetrieben, die entgegen der Vorwärtsfahrrichtung 2 hinter der Getriebe- einheit 1 angeordnet ist.

Mit den beiden Endbereichen der zweiten Antriebsachse 18 sind jeweils ein Rad 19 verbunden und drehbar antreibbar.

Über eine dritte Kardanwelle 20 ist von einem dritten Abtriebsflansch 34 ein dritter Antriebsflansch 35 eines Eingangsstirnrades 24 eines in einem dritten Getriebege- häuse 21 angeordneten dritten Stirnradgetriebes 22 drehbar antreibbar, von dem ein drittes Ausgangsstirnrad 23 drehbar antreibbar ist. Das dritte Stirnradgetriebe 22 ist ein dreistufiges Stirnradgetriebe 22 und der Drehantrieb des Ausgangsstirnrades 23 erfolgt von dem Eingangsstirnrad 24 über ein Zwischenrad 26.

Von dem dritten Ausgangsstirnrad 23 wird wiederum über ein drittes Differentialge- triebe 27, das ein Kegelraddifferentialgetriebe ist, eine dritte Antriebsachse 28 dreh- bar angetrieben, die entgegen der Vorwärtsfahrrichtung 2 hinter der zweiten An- triebsachse 18 angeordnet ist.

Mit den beiden Endbereichen der dritten Antriebsachse 28 sind jeweils ein Rad 29 verbunden und drehbar antreibbar. Die Getriebegehäuse 15 und 21 sind über A-Lenker 36, 36‘ an einem nicht darge- stellten Rahmen des Fahrzeugs angeordnet.

Bei einer Neutralstellung einer Federung der Antriebsachsen 18 und 28 erstreckt sich die dritte Kardanwelle 20 horizontal.

Bezuqszeichen

Getriebeeinheit

Vorwärtsfahrrichtung erste Antriebsachse erstes Getriebegehäuse erstes Stirnradgetriebe erstes Differentialgetriebe erste Kardanwelle erstes Eingangsstirnrad erstes Ausgangsstirnrad erstes Zwischenrad

Vorderrad zweite Kardanwellen zweites Eingangsstirnrad zweites Stirnradgetriebe zweites Getriebegehäuse zweites Ausgangsstirnrad zweites Differentialgetriebe zweite Antriebsachse mittleres Rad dritte Kardanwelle drittes Getriebegehäuse drittes Stirnradgetriebe drittes Ausgangsstirnrad drittes Eingangsstirnrad zweites Zwischenrad drittes Zwischenrad drittes Differentialgetriebe dritte Antriebsachse hinteres Rad erster Abtriebsflansch erster Antriebsflansch zweiter Abtriebsflansch zweiter Antriebsflansch dritter Abtriebsflansch dritter Antriebsflansch A-Lenker ' A-Lenker