WO2018149989A1

WO2018149989A1 - Transmission arrangement

Info

Publication number: WO2018149989A1
Application number: PCT/EP2018/053928
Authority: WO
Inventors: Gerhard Hofer
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: DE102017202692A1

Abstract

It is sought to further develop a transmission arrangement (5) for a drivetrain of an intermittently four-wheel-driven motor vehicle, for the controllable distribution of a drive torque from an input element (7) coupled to a primary axis (1) to a first and second output element (12, 13) of a secondary axis, wherein the transmission arrangement (5) comprises a first component transmission (14), a second component transmission (15) and an auxiliary drive unit (16), such that different operating modes are made possible using a simple switching mechanism. This is achieved in that the transmission arrangement (5) comprises a switching device (22) with a switching sleeve (29) which can be switched into at least three switching states by means of an actuator arrangement.

Description

Getriebeanordnunq Getriebeanordnunq

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung zur steuerbaren Verteilung eines Antriebsmomentes von einem Eingangselement auf zwei Ausgangselemente, wobei die Getriebeanordnung einer Sekundärachse eines An- triebsstrangs eines zeitweise vierradgetriebenen Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. The present invention relates to a transmission arrangement for the controllable distribution of a drive torque from an input element to two output elements, wherein the transmission arrangement is associated with a secondary axis of a drive train of a temporary four-wheel drive motor vehicle.

Vierradgetriebene Kraftfahrzeuge nachfolgend Allrad-Kraftfahrzeuge genannt, sind sowohl in der Ausführung als permanenter Allradantrieb als auch als zuschaltbarer Allradantrieb bekannt. Allrad-Kraftfahrzeuge werden unter anderem wegen des erhöhten Kraftstoffverbrauchs und der Einhaltung der steigenden Anforderungen in Bezug auf Abgasrichtlinien stetig weiterentwickelt. Hierbei steht insbesondere die zumindest teilweise Elektrifizierung des Kraftfahrzeugantriebs im Vordergrund. Die zumindest teilweise Hybridisierung des Kraftfahrzeugantriebs stellt den Spagat zwischen reduziertem Kraftstoffverbrauch, ausreichender Reichweite und guter Performance her. Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge in einer Bauweise mit einer zur Verbrennungskraftmaschine zusätzlich eingesetzter elektrischen Maschine sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei wird beispielsweise eine elektrische Hinterachse zusätzlich zu einer quer eingebauten Front-Hauptantriebseinheit mit permanentem Vorderachsantrieb eingesetzt. Ein derartiger Antrieb mit einer elektrischen Hinterachse wird allerdings nicht als vollwertiger Allradantrieb anerkannt, da keine mechanische Verbindung zwischen der elektrischen Hinterachse zu der Primärachse besteht. Four-wheel drive motor vehicles hereinafter referred to as four-wheel drive vehicles are known both in the design as permanent four-wheel drive and as switchable four-wheel drive. Four-wheel drive vehicles are constantly being developed, among other things because of the increased fuel consumption and the compliance with the increasing requirements with respect to exhaust gas guidelines. Here, in particular, the at least partial electrification of the motor vehicle drive is in the foreground. The at least partial hybridization of the motor vehicle drive balances between reduced fuel consumption, sufficient range and good performance. Drive trains for motor vehicles in a construction with an internal combustion engine additionally used electric machine are known from the prior art. In this case, for example, an electric rear axle is used in addition to a transversely mounted front main drive unit with permanent Vorderachsantrieb. However, such a drive with an electric rear axle is not recognized as a full four-wheel drive, since there is no mechanical connection between the electric rear axle to the primary axis.

Bekannt sind weiterhin Allrad-Kraftfahrzeuge, die mit einem Mittendifferential ausgeführt sind. Das Mittendifferential ermöglicht eine Drehmomentverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse. Allrad-Kraftfahrzeuge die mit einem Mittendifferential ausgestattet sind, sind höchst geländegängig, allerdings hat dies einen hohen Kraftstoffverbrauch zur Folge. Ein vollwertiger Allradantrieb ermöglicht im Idealfall eine Drehmomentverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse abhängig von der jeweiligen Fahrsituation und ist zusätzlich in die Betriebsmodi Disconnect, Rekuperieren, Boosten schaltbar. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Getriebeanordnung zur variablen Drehmomentverteilung in einem Antriebsstrang eines zeitweise vierrad- getriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei mit einem einfachen Schaltmechanismus alle Betriebsmodi wie Allradbetrieb, Disconnect- Betrieb, Rekuperieren, Boosten, rein elektrisches Fahren möglich sein sollen. Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Also known are four-wheeled vehicles, which are designed with a center differential. The center differential allows a torque distribution between the front axle and the rear axle. Four-wheeled vehicles equipped with a center differential are highly off-road, but this has a high fuel consumption. A full four-wheel drive ideally enables a torque distribution between the front axle and the rear axle depending on the respective driving situation and is additionally switchable to the operating modes Disconnect, Rekuperieren, Boost. It is an object of the invention to provide an improved transmission arrangement for variable torque distribution in a drive train of a temporary four-wheel drive motor vehicle, with a simple switching mechanism all operating modes such as all-wheel drive, disconnect operation, recuperation, boosting, purely electric driving should be possible. This object is achieved by the features specified in claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Getriebeanordnung für eine Sekundärachse eines Antriebsstrangs eines zeitweise vierradan- getriebenen Kraftfahrzeugs, welche ein erstes Teilgetriebe, ein zweites Teilge- triebe, eine Schalteinrichtung und eine Zusatzantriebseinheit umfasst, kann ein Antriebsstrang realisiert werden, bei dem die Sekundärachse mittels der Schalteinrichtung über ein Drehmomentübertragungselement mit einer permanent angetriebenen Vorderachse verbindbar ist. Die Schalteinrichtung ist derart ausgestaltet und angeordnet, dass alle Betriebsmodi wie Allrad, Disconnect d.h. wenn kein Allradantrieb benötigt wird, soll der Teilantriebsstrang der Sekundärachse stillgelegt werden - die Kardanwelle, der Triebsatz, sowie die elektrische Maschine drehen nicht -, Rekuperieren - die gesamte Bremsenergie wird in die als Generator betriebene elektrische Maschine geleitet -, Boosten - Beschleunigen des Kraftfahrzeugs durch positive Antriebsmomente sowohl von der Verbrennungskraftmaschine als auch von der elektrischen Maschine und rein elektrisch Fahren realisiert werden können. Hierdurch lässt sich ein effizientes und variables Allradsystem verwirklichen. The inventive design and arrangement of the gear arrangement for a secondary axis of a drive train of a temporarily four-wheel drive motor vehicle, which includes a first partial transmission, a second Teilge- transmission, a switching device and an auxiliary drive unit, a drive train can be realized in which the secondary axis by means of Switching device via a torque transmitting element with a permanently driven front axle is connectable. The switching device is configured and arranged such that all operating modes such as four-wheel drive, disconnect i. if no four-wheel drive is required, the sub-drive train of the secondary axis should be shut down - the propeller shaft, the propulsion unit, and the electric machine do not turn - recuperation - the entire braking energy is passed into the operated as a generator electric machine - Boost - accelerating the motor vehicle by positive drive torques can be realized both by the internal combustion engine and by the electric machine and purely electric driving. This makes it possible to realize an efficient and variable four-wheel system.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Getriebeanordnung an der Sekundärachse des Kraftahrzeugs sieht weiterhin vor, dass die Getriebeanordnung ein Summiergetriebe, vorzugsweise ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad, Planetenrädern, einem Planetenträger und einem Hohlrad als erstes Teilgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe, vorzugsweise ein Kegel raddifferential als zweites Teilgetriebe umfasst, und wobei das Getriebegehäuse des Ausgleichsgetriebes zusätzlich als Planetenträger für das Planetengetriebe ausgebildet ist, und wobei die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebswirksam verbunden ist. The inventive construction of the gear arrangement on the secondary axis of the motor vehicle further provides that the gear arrangement is a summation gear, preferably a planetary gear with a ring gear, Planetary gears, a planet carrier and a ring gear as a first partial transmission and a differential gear, preferably a cone wheel differential as the second partial transmission includes, and wherein the transmission housing of the differential gear is additionally designed as a planetary carrier for the planetary gear, and wherein the electric machine is drivingly connected to the sun gear.

Im Allradbetrieb wird das Planetengetriebe welches das Ausgleichsgetriebe als Planetenträger verwendet als Leistungssummiergetriebe genutzt. In diesem Betriebsmodus wird die Schalteinrichtung derart geschaltet, dass eine an- triebswirksame Verbindung zwischen dem Hohlrad und dem Drehmomentübertragungselement und somit der Primärachse hergestellt wird. Das Getriebegehäuse ist gleichzeitig der Planetenträger des Planetengetriebes. Das Sonnenrad ist antriebswirksam, vorzugsweise über eine Stirnradstufe mit der Zusatzantriebseinheit verbunden. Der Planetensatz des Planetengetriebes ist in dieser Schaltstellung frei. Die Zusatzantriebseinheit stellt das Drehmoment der Sekundärachse und liefert das entsprechende Stützmoment. In all-wheel drive, the planetary gear which uses the differential gear as a planet carrier used as Leistungssummiergetriebe. In this operating mode, the switching device is switched in such a way that a drive-effective connection between the ring gear and the torque transmission element and thus the primary axis is produced. The gearbox is also the planetary carrier of the planetary gear. The sun gear is driving effective, preferably connected via a spur gear with the auxiliary drive unit. The planetary gearset of the planetary gear is free in this switching position. The auxiliary drive unit provides the torque of the secondary axis and provides the appropriate support torque.

In diesem Betriebsmodus kann ein Großteil der Antriebsleistung z.B. 90 % der Antriebsleistung von der ersten Antriebseinheit der Primärachse über das Drehmomentübertragungselement auf die Sekundärachse übertragen werden kann. Die restlichen 10% der Antriebsleistung können bei dem Allrad Betriebsmodus von der elektrischen Maschine geliefert werden. Durch die erfindungsgemäße Ausführung kann das gesamte Drehmoment das an der Hinterachse abgegeben wird über das gestellte Drehmoment (Stützmoment) der elektrischen Maschine gesteuert werden. Die Drehmomentverteilung zwischen Primär und Sekundärachse kann dadurch für alle Fahrsituationen vollvariabel gestellt werden. Bei auftretenden Drehzahldifferenzen zwischen Primär und Sekundärachse kann das Drehmoment zwischen den Achsen dennoch vollvariabel eingestellt werden. In this mode of operation, much of the drive power may be, e.g. 90% of the drive power can be transmitted from the first drive unit of the primary axis via the torque transmission element to the secondary axis. The remaining 10% of the drive power can be supplied in the all-wheel drive mode of the electric machine. Due to the inventive design, the total torque that is delivered to the rear axle on the set torque (support torque) of the electric machine can be controlled. The torque distribution between the primary and secondary axles can thus be made fully variable for all driving situations. When occurring speed differences between the primary and secondary axis, the torque between the axes can still be set fully variable.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Disconnect Modus über die Schalt- einrichtung die antriebswirksame Verbindung zwischen Hohlrad des Planetengetriebes und Drehmomentübertragungselement getrennt werden. Das Getrie- begehäuse, welches über die Sekundärachse mit den Rädern verbunden ist, dreht mit Achsdrehzahl um. Die Zusatzantriebseinheit kann stehen, da die Differenzdrehzahl zwischen Getriebegehäuse, welches zugleich der Planetenträger des Planetengetriebes ist, von Hohlrad und Planetenrädern abgewälzt wird. Im Betriebsmodus„Rekuperation" wird die Schalteinrichtung derart geschaltet, dass eine feste Verbindung (Verblockung) zwischen Hohlrad und Getriebegehäuse - somit gleichzeitig feste Verbindung Hohlrad mit dem Planetenträger - besteht. In diesem Betriebsmodus besteht keine Verbindung über die Schalteinrichtung zwischen dem Drehmomentübertragungselement und dem Hohlrad. Somit ist die Sekundärachse von der Primärachse entkoppelt. Des Weiteren ist in diesem Schaltzustand die Zusatzantriebseinheit d.h. die elektrische Maschine über das erste und zweite Teilgetriebe mit der Sekundärachse verbunden. According to the present invention, in the disconnect mode via the switching device, the drive-effective connection between the ring gear of the planetary gear and the torque transmission element can be separated. The gearbox Begehäuse, which is connected via the secondary axis with the wheels, rotates at axle speed. The auxiliary drive unit can stand, since the differential speed between the gear housing, which is also the planetary carrier of the planetary gear, is passed away from the ring gear and planetary gears. In the operating mode "recuperation", the switching device is switched in such a way that there is a firm connection (blocking) between the ring gear and the gearbox housing - thus at the same time the ring gear is firmly connected to the planet carrier - in this operating mode there is no connection via the switching device between the torque transmission element and the ring gear. Thus, in this switching state, the auxiliary drive unit, ie, the electric machine, is connected to the secondary axis via the first and second partial transmissions.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt das Schalten in unterschiedliche Betriebsmodi mittels nur einer Schalteinrichtung an einer Stelle der Getriebean- Ordnung. Die Schalteinrichtung umfasst dabei eine Schaltmuffe mit einer Vielzahl Schaltverzahnungen und einer nicht näher beschriebenen Aktuatorik. The embodiment of the invention allows switching to different modes of operation by means of only one switching device at a point of Getriebean- order. The switching device comprises a shift sleeve with a plurality of gear teeth and an unspecified actuator.

Vorzugsweise ist die Aktuatorik derart ausgeführt, dass die Schaltmuffe axial verschiebbar ist. Hierbei kann die Aktuatorik in an sich bekannter Weise elektrisch, elektromechanisch, elektrohydraulisch, hydraulisch oder pneuma- tisch erfolgen. Preferably, the actuator is designed such that the shift sleeve is axially displaceable. In this case, the actuators can be carried out in a manner known per se, electrically, electromechanically, electrohydraulically, hydraulically or pneumatically.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung eine Synchronisationseinheit umfasst. Zum Wechseln der Betriebsmodi Disconnect (Drehmomentübertragungselement steht) bzw. De- couple (Zusatzantriebseinheit steht) in den Betriebsmodus„Allrad" ist es not- wendig das Drehmomentübertragungselement, die Zusatzantriebseinheit und die Sekundärachse zu synchronisieren. Eine Synchronisierung der Ausgangswelle der Zusatzantriebseinheit an die Drehzahl der Sekundärachse kann über eine geeignete Regelung erfolgen. Eine Synchronisierung des Drehmomentübertragungselementes an ein Eingangselement der zu koppelnden Getriebe- anordnung kann in einfacher Art und Weise über die Synchronisationseinheit erfolgen. Das Eingangselement der Getriebeanordnung ist bei der erfindungs- gemäßen Ausbildung die Schiebemuffe der Schalteinrichtung bzw. das Hohlrad des Planetengetriebes. In a further development of the inventive concept, it is provided that the switching device comprises a synchronization unit. It is necessary to synchronize the torque transmission element, the auxiliary drive unit and the secondary axle to change the modes of operation Disconnect (torque transmission element is) or Dummy (auxiliary drive unit is in the operating mode "all-wheel") A synchronization of the output shaft of the auxiliary drive unit to the speed of Secondary axis can be effected by means of a suitable control system. A synchronization of the torque transmission element to an input element of the gear arrangement to be coupled can be effected in a simple manner via the synchronization unit respectively. In the case of the embodiment according to the invention, the input element of the gear arrangement is the sliding sleeve of the switching device or the ring gear of the planetary gear.

Durch die zusätzliche Integration einer Synchronisationseinheit im Bereich der Schalteinrichtung der Getriebeanordnung wird ein schnelles Schalten in allen Geschwindigkeitsbereichen ermöglicht. The additional integration of a synchronization unit in the region of the switching device of the gear arrangement enables rapid switching in all speed ranges.

Im Zusammenhang mit der Erfindung sei noch angemerkt, dass eine„antriebswirksame" Verbindung eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen zwei drehbaren Bauteilen bezeichnet, diese stehen in einer festen Drehbeziehung zueinander. Wenn ein Element„verbindbar" oder„koppelbar" ist, bezeichnet dies eine Verbindung, die optional auch eine trennbare Verbindung sein kann (beispielsweise eine indirekte Verbindung zwischen den beiden Elementen über eine Kupplung bzw. ein Schaltelement). Die Richtungsangabe„axial" bezieht sich auf die Richtung der rotierenden Achse. Der Begriff„synchronisieren" der zu koppelnden Elemente bedeutet, dass die zu koppelnden Elemente bevor sie miteinander antriebswirksam verbunden werden auf die gleiche Drehzahl gebracht werden. In the context of the invention, it should be noted that a "drive-effective" connection designates a direct or indirect connection between two rotatable components, these are in a fixed rotational relationship to one another. If an element is "connectable" or "couplable", this designates a connection , which can optionally also be a separable connection (for example, an indirect connection between the two elements via a coupling or a switching element.) The directional indication "axial" refers to the direction of the rotating axis. The term "synchronizing" the elements to be coupled means that the elements to be coupled are brought to the same speed before being operatively connected together.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Advantageous embodiments of the present invention are specified in the subclaims. The invention will be described below with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawing.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Allrad-1 is a schematic representation of a drive train of a four-wheel drive

Kraftfahrzeugs mit erfindungsgemäßer Getriebeanordnung, Fig. 2 die erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer ersten Ausführungsform in einem Teilschnitt, eine Detaildarstellung der Schaltungseinrichtung in drei Schaltzuständen, eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß Fig. 1 im Bereich der Sekundärachse in einem ersten Betriebsmodus in einer zweiten Ausführungsform der Getriebanordnung, eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß Fig. 1 im Bereich der Sekundärachse bei einem Synchronisierungsvor- gang, eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß Fig. 1 im Bereich der Sekundärachse in einem zweiten Betriebsmodus, eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß Fig. 1 im Bereich der Sekundärachse in einem dritten Betriebsmodus, eine schematische Darstellung der Synchronisierung der Drehzahlen zwischen dem Tellerrad der Getriebeanordnung und dem Hohlrad des zweiten Teilgetriebes in 5 Phasen, eine Ansicht auf einen Bereich des Synchronisierungsrings und der Schaltmuffe in der Synchronisierungsphase gemäß Fig. 8b, ein Ausschnitt der Synchronisierungseinheit in der Synchronisierungsphase gemäß Fig. 8b; und eine perspektivische Darstellung der Synchronisierungseinheit mit einem Freischnitt in der Synchronisierungsphase gemäß der Fig. 8e. 2 shows the gear arrangement according to the invention in a first embodiment in a partial section, 1 in the region of the secondary axis in a first operating mode in a second embodiment of the transmission arrangement, a schematic representation of the drive train according to FIG. 1 in the region of the secondary axis in a synchronization process in the region of the secondary axis in a second operating mode, a schematic representation of the drive train of FIG. 1 in the region of the secondary axis in a third operating mode, a schematic representation of the synchronization of the rotational speeds between the ring gear of the gear assembly and the ring gear of the second partial transmission in 5 phases, a view of a portion of the synchronizing ring and the sliding sleeve in the synchronization phase of FIG. 8b, a section of the synchronization unit in the Synchronisierun gsphase according to FIG. 8b; and a perspective view of the synchronization unit with a free cut in the synchronization phase according to the Fig. 8e.

In der Figur 1 ist der Antriebsstrang eines zeitweise vierradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer Vorderachse 1 und einer Hinterachse 4 dargestellt, wobei die Vorderachse 1 als permanent angetriebene Achse, d.h. als Primärachse, und die Hinterachse 4 als bedarfsweise/zeitweise angetriebene Achse, d.h. als Sekundärachse ausgebildet ist. Im Bereich der Vorderachse 1 ist eine quer liegende Hauptantriebseinheit 2 angeordnet ist. Eine andere Anordnung der Hauptantriebseinheit 2 ist ebenso möglich. Die Hauptantriebseinheit 2 umfasst hierbei eine Verbrennungskraftmaschine als erste Antriebseinheit. 1 shows the drive train of a temporary four-wheel drive motor vehicle with a front axle 1 and a rear axle 4, the front axle 1 being a permanently driven axle, ie a primary axle, and the rear axle 4 as required / temporarily driven axle, that is formed as a secondary axis. In the area of the front axle 1, a transverse main drive unit 2 is arranged. Another arrangement of the main drive unit 2 is also possible. The main drive unit 2 in this case comprises an internal combustion engine as the first drive unit.

Im Bereich der Hinterachse 4 ist die erfindungsgemäße Getriebeanordnung 5 angeordnet. Die Hinterachse 4, die in dem Antriebsstrang die Sekundärachse bildet, kann bei Bedarf durch die erste Antriebseinheit zusätzlich zur Vorderachse 1 angetrieben werden. Zu diesem Zweck ist die Primärachse bzw. die erste Antriebseinheit 2 über ein Getriebe 3 und ein Drehmomentübertragungselement 7 mit der Getriebeanordnung 5 der Hinterachse 4 koppelbar. Die Kopplung erfolgt über eine der Getriebeanordnung 5 zugeordnete Schalteinrichtung 22. Einzelheiten zu der Schalteinrichtung 22 und den entsprechenden Schaltzuständen werden später an- hand der Figuren näher erläutert. In the area of the rear axle 4, the transmission arrangement 5 according to the invention is arranged. The rear axle 4, which forms the secondary axle in the drive train, can be driven if necessary by the first drive unit in addition to the front axle 1. For this purpose, the primary axis or the first drive unit 2 via a transmission 3 and a torque transmission element 7 with the gear assembly 5 of the rear axle 4 can be coupled. The coupling takes place via a switching device 22 assigned to the gear arrangement 5. Details of the switching device 22 and the corresponding switching states will be explained in more detail later with reference to the figures.

Die Hinterachse 4 ist in zwei Halbachsen aufgeteilt, nämlich eine erste Halbachse 4a und eine zweite Hablachse 4b. Die beiden Halbachsen 4a, 4b stellen hier die beiden Ausgangselemente 12, 13 der Getriebeanordnung 5 dar. Die erste Halbachse 4a und die zweite Halbachse 4b sind jeweils direkt mit jeweils einem Hinterrad an der Hinterachse 4 des Kraftfahrzeugs verbunden. The rear axle 4 is divided into two half-axles, namely a first half-axle 4a and a second lifting axle 4b. The two half-axes 4a, 4b here represent the two output elements 12, 13 of the gear arrangement 5. The first half-axis 4a and the second half-axis 4b are each directly connected to a respective rear wheel on the rear axle 4 of the motor vehicle.

Zur Übertragung eines Drehmomentes der Primärachse auf die Sekundärachse umfasst das Drehmomentübertragungselement 7 zumindest eine Kardanwelle und einen Wellenabschnitt 8 mit einem endseitig angeordneten Kegelrad 9. Das Kegelrad 9 steht über seine Verzahnung mit einem der Getriebeanordnung 5 zugeordneten Tellerrad 10 in Eingriff. Sowohl das Kegelrad 9 bzw. der Wellenabschnitt 8 als auch das Tellerrad 10 sind in einem der Getriebeanordnung zugeordneten Getriebegehäuse 6 drehbar gelagert. Der Wellenabschnitt 8 mit Kegelrad 9 und das Tellerrad 10 stellen das Eingangselement der Getriebeanordnung 5 dar. Das Tellerrad 10 kann, wie es insbesondere aus den Figuren 2, 3a-c ersichtlich ist über die Schalteinrichtung 22 mit der Getriebeanordnung 5 antriebswirksam verbunden werden. Das Tellerrad 10 weist hierfür einen Kupplungsabschnitt 10a auf, der mit einer Verzahnung 10b ausgeführt ist. To transmit a torque of the primary axis to the secondary axis, the torque transmission element 7 comprises at least one cardan shaft and a shaft section 8 with a bevel gear 9 arranged at the end. The bevel gear 9 engages via its toothing with a ring gear 10 associated with the gear arrangement 5. Both the bevel gear 9 and the shaft section 8 and the ring gear 10 are rotatably mounted in one of the transmission assembly associated gear housing 6. The shaft portion 8 with bevel gear 9 and the ring gear 10 are the input element of the gear assembly 5. The ring gear 10 can, as can be seen in particular from Figures 2, 3a-c via the switching device 22 with the gear assembly fifth be connected to drive. The ring gear 10 has for this purpose a coupling portion 10a, which is designed with a toothing 10b.

Die Getriebeanordnung 5 umfasst einen erstes Teilgetriebe 14, ein zweites Teilgetriebe 15, ein Gehäuse 6 und eine Zusatzantriebseinheit 16. Der erste Teilgetriebe 14 ist als Ausgleichsgetriebe oder sogenanntes Differentialgetriebe ausgeführt und umfasst ein Eingangselement und zwei Ausgangselemente 12, 13. Ein Differentialgetriebe ist an sich bekannt und wird in dieser Anordnung auch als Achsdifferential bezeichnet und gleicht Drehzahlunterschiede zwischen den beiden Ausgangselementen beim Kurvenfahren des Kraftfahrzeugs aus. Die Ausgangselemente 12, 13 sind mit den beiden Halbachsen 4a, 4b der Sekundärachse des Antriebsstrangs drehfest verbunden. Weiterhin kann über das Differentialgetriebe das Antriebsdrehmoment der ersten Antriebseinheit auf die beiden Halbachsen 12, 13 aufgeteilt werden. Das erste Teilgetriebe 14 ist als Kegelraddifferential ausgeführt und weist ein Ge- triebegehäuse 24 als Eingangselement, mehrere Ausgleichskegelräder 25 und zwei Achskegelräder als Ausgangselemente 12, 13 auf. Die Ausgleichskegelräder 25 sind drehbar am Getriebegehäuse 24 gelagert. Über die Ausgleichskegelräder 25 sind die Achskegelräder 12, 13 miteinander antriebswirksam gekoppelt. Die Ausgleichskegelräder 25 dienen als Übertragungselemente und als Ausgleichselemente. Das Getriebegehäuse 24 ist drehbar in dem Gehäuse 6 um die Hinterachse 4 gelagert. Wie es aus der Figur 2 ersichtlich ist, weist das Getriebegehäuse 24 auf seiner Außenseite einen Kupplungsabschnitt 26 auf, der mit einer Verzahnung 27 ausgeführt ist. Differentialgetriebe kann auch eine andere geeignete Ausführungsform eingesetzt werden. Das zweite Teilgetriebe 15 ist ein Untersetzungsgetriebe und ist als Planetengetriebe ausgeführt. Planetengetriebe sind allgemein bekannt. Das Teilgetrie- be15 umfasst im Wesentlichen ein drehbar gelagertes Hohlrad 18 mit einem Kupplungsabschnitt 1 1 am Außenumfang, welcher einen Verzahnungsabschnitt 18a aufweist und einer Innenverzahnung 18b am Innenumfang, einen Planeten- radträger 20 mit drehbar darauf gelagerten Planetenrädernl 9 und ein Sonnenrad 21 . Der Planetenradträger 20 ist als Teil des Getriebegehäuses 24 ausge- führt und damit fest mit dem Getriebegehäuse 24 verbunden. Somit ist das zweite Teilgetriebe 15 über das Getriebegehäuse 24 mit dem ersten Teilgetriebe 14 antriebswirksam verbunden. Aus der Zeichnung der Figur 2 kann man weiterhin ersehen, dass das Planetengetriebe als Stufenplanetengetriebe aus- geführt ist. Das Planetengetriebe kann ebenso eine andere geeignete Ausführungsform aufweisen. The transmission assembly 5 comprises a first partial transmission 14, a second partial transmission 15, a housing 6 and an auxiliary drive unit 16. The first partial transmission 14 is designed as a differential or so-called differential gear and comprises an input element and two output elements 12, 13. A differential gear is known per se and is referred to in this arrangement as axle differential and compensates for differences in speed between the two output elements when cornering of the motor vehicle. The output elements 12, 13 are rotatably connected to the two half-axes 4a, 4b of the secondary axis of the drive train. Furthermore, via the differential gear, the drive torque of the first drive unit to the two half-axes 12, 13 are divided. The first partial transmission 14 is designed as a bevel gear differential and has a gearbox housing 24 as an input element, a plurality of bevel gears 25 and two axle bevel gears as output elements 12, 13. The bevel gears 25 are rotatably mounted on the transmission housing 24. About the bevel gears 25, the Achskegelräder 12, 13 coupled to each other drive-effective. The bevel gears 25 serve as transmission elements and as balancing elements. The transmission housing 24 is rotatably supported in the housing 6 about the rear axle 4. As can be seen from FIG. 2, the gearbox housing 24 has on its outside a coupling section 26, which is designed with a toothing 27. Differential gear can also be used another suitable embodiment. The second partial transmission 15 is a reduction gear and is designed as a planetary gear. Planetary gears are well known. The partial transmission 15 essentially comprises a rotatably mounted ring gear 18 with a coupling section 11 on the outer circumference, which has a toothed section 18a and an inner toothing 18b on the inner circumference, a planetary gear carrier 20 with planetary gears 9 rotatably mounted thereon and a sun gear 21. The planet carrier 20 is designed as part of the transmission housing 24. leads and thus firmly connected to the transmission housing 24. Thus, the second partial transmission 15 is connected via the transmission housing 24 to the first partial transmission 14 drive-effective. It can also be seen from the drawing of FIG. 2 that the planetary gear is designed as a stepped planetary gear. The planetary gear may also have another suitable embodiment.

Wie man es weiterhin aus den Figuren 2 bzw. 4-7 erkennen kann, ist die Zusatzantriebseinheit 16 über eine Stirnradstufe 17 mit dem Sonnenrad 21 antriebswirksam verbunden. Die Stirnradstufe wird über zwei Stirnräder 17a, 17b die über ihre Umfangsverzahnung miteinander in Eingriff stehen, realisiert. Das Sonnenrad 21 und das Stirnrad 17b sind als ein Bauteil ausgeführt. Das Sonnenrad 21 ist drehbar auf der Halbachse 4b gelagert. Die Zusatzantriebseinheit 16 ist als elektrische Maschine ausgebildet. As can be further seen from Figures 2 and 4-7, the auxiliary drive unit 16 is connected via a spur gear 17 to the sun gear 21 drivingly effective. The spur gear is realized via two spur gears 17a, 17b which engage with each other via their peripheral teeth. The sun gear 21 and the spur gear 17b are made as one component. The sun gear 21 is rotatably supported on the semi-axle 4b. The auxiliary drive unit 16 is designed as an electrical machine.

Die Schalteinrichtung 22 ist in unterschiedlichen Schaltstellungen in den Figu- ren 3a bis 3c im Detail gezeigt. Jeder Schaltstellung ist ein Betriebsmodus des Antriebsstrangs zugeordnet, wie es im Detail nachfolgend noch beschrieben wird. Figur 3a zeigt hierbei den Betriebszustand im„Disconnect" Modus. Figur 3b zeigt die Schaltstellung der Schalteinrichtung 22 im Rekuperations Modus. In der Figur 3c ist die Schaltstellung für den Allrad Modus gezeigt. Zur Realisierung der unterschiedlichen Betriebsmodi ist die Schalteinrichtung 22 über eine nicht gezeigte Aktuatorik in Richtung des Doppelpfeils 28 axial verschiebbar gelagert. Die Schalteinrichtung 22 ist als Schaltmuffe 29 ausgeführt und weist zwei axial beabstandet angeordnete Verzahnungsabschnitte 29a und 29 b auf. Die Verbindung der zu koppelnden Elemente wird demnach durch eine formschlüssige Verbindung hergestellt. The switching device 22 is shown in different switching positions in the figures 3a to 3c in detail. Each shift position is assigned an operating mode of the drive train, as will be described in detail below. 3a shows the operating state in "disconnect" mode, while FIG. 3b shows the switching position of the switching device 22 in the recuperation mode The switching position for the all-wheel mode is shown in FIG Actuator is axially displaceably mounted in the direction of the double arrow 28. The switching device 22 is designed as a shift sleeve 29 and has two axially spaced toothed sections 29a and 29b.

Bei dem Betriebsmodus„Allrad" befindet sich die Schalteinrichtung 22 in der Figur 3c gezeigten Schaltstellung, bei der die Schaltmuffe 29 axial ganz nach rechts verlagert ist. In dieser Position greift der Verzahnungsabschnitt 29a formschlüssig in die Verzahnung 10b des Tellerrades ein, weiterhin greift der Verzahnungsabschnitt 29b in den Verzahnungsabschnitt 18a des Hohlrads 18 formschlüssig ein. Hierdurch wird eine antriebswirksame Verbindung zwischen dem Hohlrad und dem Drehmomentübertragungselement 7 und somit der Primärachse hergestellt. Das Getriebehäuse 24 ist gleichzeitig der Planetenträger 20 des Planetengetriebes 15. Das Sonnenrad 21 ist antriebswirksam, vorzugs- weise über die Stirnradstufe 17 mit der Zusatzantriebseinheit 16 verbunden. Der Planetensatz des Planetengetriebes ist in dieser Schaltstellung frei. Die Zusatzantriebseinheit 16 stellt das Drehmoment der Sekundärachse und liefert das entsprechende Stützmoment. In the operating mode "four-wheel drive", the switching device 22 is in the switching position shown in FIG. 3c, in which the gearshift sleeve 29 is displaced axially all the way to the right.In this position, the toothed section 29a engages positively with the toothing 10b of the ring gear, furthermore the toothed section engages 29b in the toothed portion 18a of the ring gear 18th a positive fit. As a result, a drive-effective connection between the ring gear and the torque transmission element 7 and thus the primary axis is produced. The gear housing 24 is at the same time the planetary carrier 20 of the planetary gear 15. The sun gear 21 is connected to the auxiliary drive unit 16 in an effective manner, preferably via the spur gear stage 17. The planetary gearset of the planetary gear is free in this switching position. The auxiliary drive unit 16 sets the torque of the secondary axis and provides the corresponding support torque.

Die Übertragung von Antriebsdrehmoment von der Hauptantriebseinheit 2 auf die Hinterachse 4 und somit die Realisierung der Allrad-Funktion erfolgt nur dann, wenn die Zusatzantriebseinheit 16 zugeschaltet ist, d.h. wenn über das Sonnenrad 21 des zweiten Teilgetriebes 15, das mit der Zusatzantriebseinheit 16 antriebswirksam verbunden ist, das notwendige Stützmoment zur Verfügung gestellt wird. Der Anteil des Drehmoments, das von der Zusatzantriebseinheit 16 geliefert wird ist abhängig von der Standübersetzung des zweiten Teilgetriebes 15. The transmission of drive torque from the main drive unit 2 to the rear axle 4, and thus the realization of the four-wheel function only occurs when the auxiliary drive unit 16 is switched on, i. if the necessary support torque is provided via the sun gear 21 of the second partial transmission 15, which is connected to the auxiliary drive unit 16 in an effective manner. The proportion of the torque that is supplied by the auxiliary drive unit 16 is dependent on the state ratio of the second partial transmission 15th

In Figur 3a ist die Schalteinrichtung 22 im Disconnect Modus gezeigt. Dies ist die mittlere Schaltstellung der Schaltmuffe 29. Die formschlüssige Verbindung zwischen Verzahnung 10b des Tellerrads 10 und des Verzahnungsabschnitts 29a der Schaltmuffe 29 ist aufgehoben. Die Schaltmuffe 29 greift mittels ihres Verzahnungsabschnitts 29b in den Verzahnungsabschnitt 18a des Hohlrads 18 ein. In der Schaltstellung gemäß Figur 3b wird die antriebswirksame Verbindung zwischen Hohlrad 18 des Planetengetriebes 15 und Drehmomentübertragungselement getrennt. Das Getriebegehäuse 24, welches über die Sekun- därachse 4 bzw. die Halbachsen 4a, 4b mit den Rädern verbunden ist, dreht mit Achsdrehzahl um. Die Zusatzantriebseinheit 16 kann stehen, da die Differenzdrehzahl zwischen Getriebegehäuse 24, welches zugleich der Planetenträger 20 des Planetengetriebes 15 ist, von Hohlrad 18 und Planetenrädern 19 abgewälzt wird. Die Figur 3b zeigt die Schalteinrichtung im Betriebsmodus„Rekuperation". In Figure 3a, the switching device 22 is shown in disconnect mode. This is the average switching position of the shift sleeve 29. The positive connection between the teeth 10b of the ring gear 10 and the toothed portion 29a of the shift sleeve 29 is repealed. The shift sleeve 29 engages by means of its toothed portion 29b in the toothed portion 18a of the ring gear 18 a. In the switching position according to Figure 3b, the drive-effective connection between ring gear 18 of the planetary gear 15 and torque transmitting element is disconnected. The transmission housing 24, which is connected to the wheels via the secondary axle 4 or the semi-axles 4a, 4b, turns over at axle speed. The auxiliary drive unit 16 can stand, since the differential speed between the gear housing 24, which is also the planetary carrier 20 of the planetary gear 15, is passed from the ring gear 18 and planetary gears 19. FIG. 3b shows the switching device in the operating mode "recuperation".

Hierbei ist die Schaltmuffe 29 in einer nach links verlagerten Stellung gezeigt. In dieser Schaltstellung ist die formschlüssige Verbindung zwischen Verzahnung 10b des Tellerrads 10 und des Verzahnungsabschnitts 29a der Schaltmuffe 29 ebenfalls aufgehoben. Die Schaltmuffe 29 ist derart geschaltet, dass eine feste Verbindung (Verblockung) zwischen Hohlrad 18 und Getriebegehäuse 24 - somit gleichzeitig feste Verbindung Hohlrad 18 mit dem Planetenträger 20 - besteht. Hierzu greift der Verzahnungsabschnitt 29b sowohl in den Verzahnungsabschnitt 18a als auch in den Kupplungsabschnitt 26 mit Verzahnung 27 des Getriebegehäuses 24 ein. In diesem Betriebsmodus besteht keine Verbindung über die Schalteinrichtung 22 zwischen dem Drehmomentübertragungs- element 7 und dem Hohlrad 18. Somit ist die Sekundärachse von der Primärachse entkoppelt. Des Weiteren ist in diesem Schaltzustand die Zusatzantriebseinheit 16 d.h. die elektrische Maschine über das erste und zweite Teilgetriebe 14, 15 mit der Sekundärachse 4 verbunden. Here, the shift sleeve 29 is shown in a displaced to the left position. In This shift position is the positive connection between the toothing 10b of the ring gear 10 and the toothing portion 29a of the shift sleeve 29 also canceled. The shift sleeve 29 is switched such that a fixed connection (blocking) between the ring gear 18 and the gear housing 24 - thus simultaneously solid compound ring gear 18 with the planet carrier 20 - consists. For this purpose, the toothed portion 29b engages both in the toothed portion 18a and in the coupling portion 26 with toothing 27 of the gear housing 24. In this operating mode, there is no connection via the switching device 22 between the Drehmomentübertragungs- element 7 and the ring gear 18. Thus, the secondary axis is decoupled from the primary axis. Furthermore, in this switching state, the auxiliary drive unit 16, ie, the electric machine via the first and second partial transmission 14, 15 connected to the secondary axis 4.

Die Figuren 4-7 zeigen die erfindungsgemäße Getriebeanordnung 5 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Getriebeanordnung 5 ist zum Schalten in den Betriebsmodus„Allrad" d.h. zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung zwischen Verzahnungsabschnitt 10a des Tellerrads 10 und Verzahnungsabschnitt 29a der Schaltmuffe zusätzlich eine Synchronisationseinheit 30 vorgesehen. Die Synchronisationseinheit 30 ist als Reibsynchronisierung mit Sperrverzahnung ausgeführt und in den Figuren 9 bis 1 1 in Ausschnitten und unterschiedlichen Phasen der Synchronisierung dargestellt. Die Synchronisierung erfolgt dabei in den in den Figuren 8a - 8e schematisch dargestellten 5 Phasen und sorgt für eine Angleichung der Drehzahlen von Hohlrad 18 und Tellerrad 10. Diese Synchronisierung ist beim Schalten vom Betriebsmodus„Disconnect" oder„Decoupled" in den Betriebsmodus„Allrad" notwendig. Die Synchronisationseinheit 30 wird durch einen Synchronring 31 , einen ersten tellerradseitigen Kupplungskörper 32 mit Reibring 33 und einen zweiten schaltmuffenseitigen Kupplungskörper 34 gebildet. Der Synchronring 31 ist auf dem schaltmuffensei- tigen Kupplungskörper 34 gelagert. Wie eingangs bereits zu den anderen Figuren beschrieben, ist die Schaltmuffe 29 über den Verzahnungsabschnitt 29b formschlüssig miteinander verbunden, wobei sich die Schiebemuffe längs des Verzahnungsabschnitts in die Schaltstellungen verschieben lässt. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist bei der Anordnung der Synchronisationseinheit 30 anstelle des Verzahnungsabschnitts 10a der tellerradseitige Kupplungskörper 32 angeordnet. Des Weiteren sind im Bereich des Verzahnungsabschnitts 29a der Schaltmuffe 29 der Synchronring 31 sowie der schaltmuffenseitige Kupplungskörper 34 angeordnet. FIGS. 4-7 show the gear arrangement 5 according to the invention in a further embodiment. In contrast to the first embodiment of the gear arrangement 5, a synchronization unit 30 is additionally provided for switching to the "all-wheel" operating mode, ie for producing a positive connection between the toothed section 10a of the ring gear 10 and the toothed section 29a of the gearshift sleeve. The synchronization unit 30 is designed as friction synchronization with locking toothing and in FIGS 9 to 11 in sections and different phases of the synchronization .. The synchronization takes place in the 5 phases shown schematically in Figures 8a-8e and ensures an alignment of the speeds of ring gear 18 and ring gear 10. This synchronization is when switching from operating mode "Disconnect" or "Decoupled" to operating mode "4WD" necessary. The synchronization unit 30 is formed by a synchronizer ring 31, a first clutch-wheel-side coupling body 32 with a friction ring 33 and a second shift sleeve-side clutch body 34. The synchronizer ring 31 is mounted on the switching sleeve-side coupling body 34. As already described for the other figures, the shift sleeve 29 is above the toothed portion 29b positively connected with each other, wherein the sliding sleeve can be moved along the toothing section in the switching positions. In contrast to the first embodiment, in the arrangement of the synchronization unit 30 instead of the toothed portion 10a of the tellerradseitige coupling body 32 is arranged. Furthermore, the synchronizing ring 31 and the switching sleeve-side coupling body 34 are arranged in the region of the toothed portion 29a of the sliding sleeve 29.

Wie es aus den Figuren 10 und 1 1 zu ersehen ist, weist der ringförmige tellerradseitige Kupplungskörper 32 auf seinem Außenumfang einen Reibring auf, der als konisch verlaufende Reibfläche 35 ausgeführt ist. An einem zum schaltmuffenseitigen Kupplungskörper 34 hin zugewandten Innenumfang 37 ist der erste Kupplungskörper 32 mit axial sich erstreckenden, über den Umfang verteilt angeordneten Sperrzähnen 36 versehen. Der Endbereich der Sperrzähne 36 ist durch schräg verlaufende Flächen 36a ausgebildet. Auf dem Außen- umfang 38 des zweiten Kupplungskörpers 34 sind ebenfalls über den Umfang verteilt, axial sich erstreckende Sperrzähne 39 ausgebildet, die ebenfalls an ihrem Endbereich schräg verlaufende Flächen 39a aufweisen. Des Weiteren sind die Sperrzähne 39 in Bezug auf radial sich erstreckende Seitenflächen 39b mit schräg sich verjüngenden Flächen ausgeführt. Die Flächen 36a, 39a sind derart ausgeführt, dass sie aufeinander gleiten können (siehe Figur 8d). Am in der Figur 8e dargestellten Ende der Synchronisierung greifen die Sperrzähne 36 in die zwischen den Sperrzähnen 39 ausgebildeten Lücken und umgekehrt, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Tellerrad 10 und Schaltmuffe 29 und somit Hohlrad 18 hergestellt ist. Der Synchronring 31 weist an seinem Innenumfang eine Reibfläche 31 a auf, die konisch verlaufend ausgeführt ist. Weiterhin ist der Synchronring 31 mit einer Vielzahl über den Umfang verteilt angeordneter radial nach innen ragenden Abschnitten 31 b versehen. Die Abschnitte 31 b weisen schräg verlaufende Anschlagflächen 31 c auf, die in der Phase gemäß Figur 8b und 8c zur Anlage mit den Flächen 39b kommen. Eine axiale Verschiebung der Schiebemuffe 29 führt wie es in den Figuren 8a-e vereinfacht dargestellt ist in mehreren Phasen zu einer radialen Überdeckung des Synchronringes 31 und des ersten Kupplungskörpers 32, mittels welcher der Kupplungskörper 32 über die Sperrzähne 36 in die Sperrzähne 39 des zweiten Kupplungskörpers formschlüssig eingreifen. Dies erfolgt in der Phase 5 der Fig. 8e erst dann, wenn die Drehzahlen des ersten und zweiten Kupplungskör- pers 32, 34 gleich sind, was in den Phasen 2-4 über die reibschlüssige Verbindung zwischen Synchronring 31 und Reibring 33 erzielt wird. In den vorangehenden Phasen wird zunächst der Synchronring 31 mit einer Kraft derart beaufschlagt, dass die konusförmigen Reibflächen 31 a und 35 in Anlage kommen. Durch die Reibung wird der Synchronring 31 in eine sogenannte Sperrstellung gedrückt. In dieser Position wird verhindert, dass sich die Schaltmuffe mit Kupplungskörper 34 weiter in eine axiale Richtung auf den Kupplungskörper 32 hin bewegen kann. Erst wenn die Differenzdrehzahl zwischen Synchronring und dem Kupplungskörper 32 Null ist, verliert der Synchronring seine sperrende Wirkung und die Schaltmuffe lässt sich in die Endposition (Figur 8e) verschie- ben. As can be seen from Figures 10 and 1 1, the annular tellerradseitige coupling body 32 on its outer periphery a friction ring, which is designed as a conically extending friction surface 35. On an inner circumference 37 facing the switching sleeve-side coupling body 34, the first coupling body 32 is provided with axially extending locking teeth 36 distributed over the circumference. The end portion of the ratchet teeth 36 is formed by inclined surfaces 36a. On the outer circumference 38 of the second coupling body 34, axially extending locking teeth 39 are likewise distributed over the circumference, which likewise have surfaces 39a running obliquely at their end region. Further, the ratchet teeth 39 are formed with obliquely tapering surfaces with respect to radially extending side surfaces 39b. The surfaces 36a, 39a are designed such that they can slide on one another (see FIG. 8d). At the end of the synchronization shown in FIG. 8e, the ratchet teeth 36 engage in the gaps formed between the ratchet teeth 39 and vice versa, so that a positive connection between the ring gear 10 and the shift sleeve 29 and thus ring gear 18 is established. The synchronizer ring 31 has on its inner circumference a friction surface 31 a, which is designed to taper. Furthermore, the synchronizer ring 31 is provided with a plurality of distributed over the circumference arranged radially inwardly projecting portions 31 b. The sections 31b have obliquely extending abutment surfaces 31c, which come into contact with the surfaces 39b in the phase according to FIGS. 8b and 8c. An axial displacement of the sliding sleeve 29, as shown in simplified form in FIGS. 8a-e, results in a radial overlap in several phases the synchronizer ring 31 and the first coupling body 32, by means of which the coupling body 32 engage positively via the ratchet teeth 36 in the ratchet teeth 39 of the second coupling body. This takes place in phase 5 of FIG. 8e only when the rotational speeds of the first and second Kupplungskör- pers 32, 34 are the same, which is achieved in the phases 2-4 on the frictional connection between synchronizer ring 31 and friction ring 33. In the preceding phases, the synchronizer ring 31 is first subjected to a force such that the conical friction surfaces 31 a and 35 come into abutment. Due to the friction of the synchronizer ring 31 is pressed in a so-called blocking position. In this position prevents the shift sleeve with coupling body 34 can move in an axial direction on the coupling body 32 back. Only when the differential speed between the synchronizer ring and the coupling body 32 is zero, the synchronizer ring loses its blocking effect and the shift sleeve can be moved into the end position (Figure 8e).

Grundsätzlich können auch andere bekannte Synchronisationseinheiten eingesetzt werden. Hierbei ist Wesentlich, dass eine Synchronisierung der Drehzahlen zwischen dem Tellerrad bzw. einem mit dem Tellerrad 10 verbundenen Bauteil und dem Hohlrad 18 bzw. einem mit dem Hohlrad 18 drehfest verbun- denen Bauteil erfolgt. In principle, other known synchronization units can also be used. It is essential that synchronization of the rotational speeds takes place between the ring gear or a component connected to the ring gear 10 and the ring gear 18 or a component rotatably connected to the ring gear 18.

Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES

1 Vorderachse 1 front axle

2 Hauptantriebseinheit 2 main drive unit

3 Getriebe 3 gears

4 Hinterache 4 backache

4a, 4b erste und zweite Halbachse 4a, 4b first and second half-axis

5 Getriebenaordnung 5 gear arrangement

6 Getriebegehäuse 6 gearbox housing

7 Drehmomentübertragungselement 8 Wellenabschnitt 7 torque transmitting element 8 shaft section

9 Kegelrad 9 bevel gear

10 Tellerrad 10 ring gear

10a Kupplungsabschnitt 10a coupling section

10b Verzahnung 10b toothing

1 1 Kupplungsabschnitt 1 1 coupling section

12, 13 Ausgangselemente 12, 13 output elements

14 erstes Teilgetreibe 14 first partial drive

15 zweites Teilgetriebe 15 second partial transmission

16 Zusatzantriebseinheit 16 auxiliary drive unit

17 Stirnradstufe 17 spur gear

18 Hohlrad 18 ring gear

18a Verzahnungsabschnitt 18a toothing section

18b Innenverzahnung 18b internal toothing

19 Planetenräder 19 planet gears

20 Planetenradträger 20 planet carrier

21 Sonnenrad 21 sun wheel

22 Schalteinrichtung 22 switching device

24 Getriebegehäuse 24 gearbox housing

26 Kupplungsabschnitt 26 coupling section

27 Verzahnung 27 toothing

29 Schaltmuffe 29 shift sleeve

29a, 29b Verzahnungsabschnitte 30 Synchronisationseinheit 29a, 29b toothing sections 30 synchronization unit

31 Synchronring 31 synchronizing ring

31 a Reibfläche 31 a friction surface

31 b Abschnitte 31 b sections

31 c Anschlagflächen 31 c stop surfaces

32 tellerradseitiger Kupplungskörper 32 wheel-side coupling body

33 Reibring 33 friction ring

34 schaltmuffenseitiger Kupplungskörper 34 switching sleeve side coupling body

35 Reibfläche 35 friction surface

36 Sperrzähne 36 ratchet teeth

36a Flächen 36a areas

37 Innenumfang 37 inner circumference

38 Außenumfang 38 outer circumference

39 Sperrzähne 39 ratchet teeth

39a Flächen 39a areas

Claims

claims

Transmission arrangement (5) for a drive train of a temporary four-wheel drive motor vehicle, the drive train comprising a primary axle (1) with a main drive unit (2) and a secondary axle (4) with two semi-axles (4a, 4b), the secondary axle (4) by means of a switching device (22) drivingly with the primary axis (1) can be coupled, and wherein the gear arrangement (5) for controllably distributing a drive torque from one with the primary axis (1) coupled input element (7) to a first and second output element (12, 13) and the secondary axle (4) is assigned, wherein the gear arrangement (5) designed as a differential gear first partial transmission (14) with a transmission housing (24), a plurality of differential gears (25) and a first and second Achskegelrad (12, 13 ) And further designed as a reduction gear second partial transmission (15) with a ring gear (18), a planet carrier (20) with egg ner planetary gears (19) and a sun gear and an auxiliary drive unit (16), wherein the transmission housing (24) of the first partial transmission forms the planet carrier (20) of the second partial transmission (15), and wherein the sun gear (21) of the second partial transmission ( 15) is drivingly connected to the auxiliary drive unit (16), and wherein the first and second output elements (12, 13) form the two half-axes (4a, 4b) of the secondary axis, which are each connected non-rotatably to the first and the second bevel gear, characterized in that the switching device (22) comprises a shift sleeve (29), and that the

Sliding sleeve (29) has two axially spaced toothed portions (29a and 29 b), and on the toothed portion (29b) axially displaceably on a toothed portion (18a) of the ring gear (18) is slidably mounted, and that the gear housing (24) has a toothed portion (27) for producing a positive connection with the toothed section (29b) of the sliding sleeve (29) has, and that the shift sleeve (29) can be switched via an actuator in at least three switching states, wherein in a first switching state a drive-effective connection between the input element (7) and ring gear (18) can be produced, in a second switching state no effective connection between input element (7) and ring gear (18) and in a third switching state no drive-effective connection between the input element (7) and ring gear (18), but a fixed connection (interlock) between the ring gear (18) and gear housing (24) is formed.

2. Gear arrangement (5) according to claim 1, characterized in that the input element (7) comprises a shaft portion (8) with bevel gear (9) and a ring gear (10), wherein bevel gear (9) and ring gear (10) via teeth with each other and wherein the ring gear (10) further comprises a toothed portion (10a) for producing a positive connection with the toothed portion (29a) of the sliding sleeve (29).

3. gear arrangement (5) according to one of the preceding claims,

characterized in that the auxiliary drive unit (16) is an electric machine.

4. gear arrangement (5) according to one of the preceding claims,

characterized in that the auxiliary drive unit (16) via a spur gear (17) with the sun gear (21) is drivingly connected.

5. gear arrangement (5) according to one of the preceding claims,

characterized in that the switching device (22) additionally comprises a synchronization unit (30) with a synchronizer ring (31) and a first and second coupling body (32, 34), wherein the first coupling body (32) rotatably with the ring gear (10) and the second coupling body (34) rotatably connected to the shift sleeve (29). Gear arrangement (5) according to claim 5, characterized in that the coupling body (32) has a friction ring (33) with a conically extending friction surface (35), and further distributed over its inner circumference arranged ratchet teeth (36).

Gear arrangement (5) according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the synchronizer ring (31) is mounted on the coupling body (34) and on its inner circumference to the friction surface (35) correspondingly formed friction surface (31 a) and radially inwardly having projecting portions (31 b) with stop surfaces (31 c). Gear arrangement (5) according to claim 7, characterized in that is.

8. gear arrangement (5) according to any one of claims 5-7, characterized in that the coupling body (34) distributed over its circumference axially extending ratchet teeth (39).