本发明涉及一种用于汽车的差速器装置,其包括一个行星齿轮结构或锥齿轮结构的主差速器(10)和一个与该主差速器(10)耦连的、可控的辅助变速器(20,30,40),所述主差速器(10)将通过驱动轴导入的驱动扭矩分配到第一从动轴(1)和第二从动轴(2)上,通过所述辅助变速器可以调节驱动扭矩的分配。所述辅助变速器包括分别带有多个行星齿轮的、相互耦连的第一行星齿轮变速器(20)、第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40),其中,所述第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)分别具有一个可制动的变速器元件(51,52)。为了鉴于较少的损耗功率设计这种变速器并且鉴于装配耗费和制造成本最佳地设计该结构,按本发明规定,所述第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)具有至少一个配有轮齿的共同构件(32,36,38)。
1.一种用于汽车的差速器装置,包括xa0-一个行星齿轮结构或锥齿轮结构的主差速器(10),该主差速器(10)将通过驱动轴导入的驱动扭矩分配到第一从动轴(1)和第二从动轴(2)上以及xa0-一个与所述主差速器(10)耦连的、可控的辅助变速器,通过该辅助变速器可以调节驱动扭矩的分配,xa0其中,所述辅助变速器包括相互耦连的第一行星齿轮变速器(20)、第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40),其中,第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)分别具有一个可制动的变速器元件(51,52),其中,所述行星齿轮变速器具有多个行星齿轮,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)具有至少一个配有轮齿的共同构件(32,42,38,48),其中,所述构件(32,42,38,48)的轮齿既与所述第二行星齿轮变速器(30)也与第三行星齿轮变速器(40)啮合。xa0
2.按权利要求1所述的差速器装置,其特征在于,所述构件是一个齿圈(32,42)。xa0
3.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第一行星齿轮变速器(20)具有负的恒定传动比。xa0
4.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第一行星齿轮变速器(20)的行星齿轮(24)与所述主差速器(10)的齿轮(6,13,14)传递扭矩地相连。xa0
5.按权利要求4所述的差速器装置,其特征在于,所述主差速器(10)的齿轮(6,13,14)和所述第一行星齿轮变速器(20)的行星齿轮(24)具有至少一个共同的行星齿轮轴(16)。xa0
6.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述主差速器(10)是一个行星齿轮变速器,并且所述第一行星齿轮变速器(20)的行星齿轮(24)通过一个齿圈(22)与所述主差速器(10)的行星齿轮(13,14)相连。xa0
7.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)合并为一个四轴变速器。xa0
8.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和/或所述第三行星齿轮变速器(40)的行星齿轮设计为所谓的拉威挪式行星齿轮机构。xa0
9.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和/或所述第三行星齿轮变速器(40)的一个或多个太阳轮轴(38,48)与一个可制动的变速器元件(51,52)相连。xa0
10.按权利要求1或2所述的差速器装置,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和/或所述第三行星齿轮变速器(40)的行星齿轮轴(36,46)与一个可制动的变速器元件(51,52)相连。xa0
11.按权利要求1所述的差速器装置,其特征在于,所述构件是一个太阳轮。xa0
12.按权利要求1或11所述的差速器装置,其特征在于,所述第一行星齿轮变速器(20)具有正的恒定传动比。xa0
13.按权利要求11所述的差速器装置,其特征在于,所述第二行星齿轮变速器(30)和第三行星齿轮变速器(40)设计为三轴变速器。xa0本发明涉及一种用于汽车的差速器装置,其包括一个行星齿轮结构或锥齿轮结构的主差速器和一个与该主差速器耦连的、可控的辅助变速器,所述主差速器将通过驱动轴导入的驱动扭矩分配到第一从动轴和第二从动轴上,通过所述辅助变速器可以调节驱动扭矩的分配,其中,辅助变速器包括相互耦连的第一、第二和第三行星齿轮变速器,其中,第二和第三行星齿轮变速器分别具有一个可制动的变速器元件,其中,这些行星齿轮变速器具有多个行星齿轮。差速器在汽车中的基本任务是将导入的驱动扭矩分配到两个从动轴或半轴上。为此已知圆柱齿轮差速器、锥齿轮差速器和冠状齿轮差速器。主动差速器可以有针对性地影响这种扭矩分配以适应不同的行驶情况。为此,差速器的变速器元件有针对性地间接或直接地被制动和/或相互耦连。在此区分放大式和非放大式装置。DExa010xa02006xa0008xa0236例如公开了一种主动的非放大式差速器,其中,主差速器设计为行星齿轮变速器,其太阳轮和行星架分别与一个从动轴相连,并且通过主差速器的齿圈导入驱动扭矩。该齿圈与加速级的输入轴耦连,该输入轴提供比驱动转速高约10%的输出转速。为了主动地移动或偏移扭矩,加速级的输出轴分别与一个从动轴通过摩擦离合器相互耦连。在此,全部待移动的扭矩位于离合器上。在备选的系统中,差速器的各个元件可相对于车辆固定的壳体制动。在该放大式装置中,位于制动器上的扭矩明显小于移动扭矩。在这种系统中,通常具有处于齿轮转速水平上的非常大的转速差。属于本发明所示类型的WOxa02005/116489公开了一种放大式主动差速器,其描述了一种带有主差速器和可控的辅助变速器的装置,该辅助变速器包括两个行星齿轮变速器。通过该辅助变速器(其太阳轮可分别通过可调节的制动器相对于车辆固定的壳体制动)只可以间接地制动主差速器的元件。由此,位于制动器中的最大扭矩减小。行星齿轮变速器设计为所谓的负变速器,也就是带有负的恒定传动比的行星齿轮变速器。这相对于具有正变速器(也就是带有正的恒定传动比的变速器,例如由USxa06,120,407已知)的类似装置改善了效率和可调节性,因为尤其会在弯路方向变化并且随之的行星齿轮滚轧运动方向反转时出现的扭矩突变被明显减小。然而本发明所述类型的差速器装置相对于具有正变速器的装置的缺点在于其最大转速差明显更大。在此为了达到约10%的期望最大转速差,已知装置的负变速器需要具有-4至-5的恒定传动比,这就结构空间方面来说很难或根本不可能在通常的汽车中实现。由此出发,本发明所要解决的技术问题在于,这样扩展设计按本发明所述类型的变速器,使得该系统具有较小的损耗功率并且其结构在装配耗费和制造成本方面得到优化。该技术问题按本发明通过一种具有权利要求1或4的特征的差速器装置解决。有利的设计方案在从属权利要求中描述。按本发明规定,在一个开头所述类型的用于汽车的差速器装置中,第二和第三行星齿轮变速器具有至少一个配有轮齿的共同构件。本发明的核心在于,通过使用功能集成的、用作各个变速器组件之间的耦合元件的构件来实现紧凑的结构设计并且减小所需构件的数量。通过相对于现有技术减少构件并且简化结构,也相对于迄今已知的实施形式减小了系统的损耗功率。这种用于第二和第三行星齿轮变速器的共同构件的一种可能实施形式是为这两个变速器使用一个共同的齿圈。第二和第三行星齿轮变速器的行星齿轮均与这个齿圈啮合。由此可以在此处节省一个齿圈并且因此减少构件的多样性。主要表征一个行星齿轮变速器的性质是其恒定传动比。辅助变速器第一行星齿轮变速器的恒定传动比按本发明满足一个特殊的边界条件。该变速器设计为所谓的负变速器,即带有负的恒定传动比。该恒定传动比优选为-1.3至-4.0,尤其是-1.7至-2.4。以此方式可以实现相对较小的径向结构空间。按照本发明的同样从通过功能集成来减少所需构件数量的基本思想出发的第二个方面建议,第一行星齿轮变速器的行星齿轮与主差速器的齿轮传递扭矩地相连。由此可以实现整个差速器装置的非常紧凑的设计。如果主差速器与第一行星齿轮变速器的连接这样进行,即主差速器与第一行星齿轮变速器的齿轮具有一个共同的行星齿轮轴(Stegwelle),则形成了另一种有利的设计方案。这种结构由于取消了单独的行星齿轮轴而实现了构件的减少,这又对差速器装置这个部位处的所需结构空间产生了正面影响。对于差速器装置的设计方案可能有利的是,第一行星齿轮变速器的行星齿轮通过齿圈与行星齿轮结构的主差速器的行星齿轮连接。这种结构同样实现了开头所述的可能,即设计带有负的恒定传动比和由此产生的结构空间优势的行星齿轮变速器。同样对所需结构空间方面具有正面影响的是,将第二和第三行星齿轮变速器合并为一个四轴变速器。通过为第二和第三行星齿轮变速器使用共同齿圈的这种实施形式,可以省去一个齿圈和一个行星齿轮轴。此外,第二行星齿轮变速器的行星齿轮轴直接与主轴相连也对结构空间需求有正面影响。由此显著简化了行星齿轮轴的支承。如果第二和/或第三行星齿轮变速器的行星齿轮设计为所谓的拉威挪式(Ravigneaux)行星齿轮装置,则支持了四轴变速器的上述优点。行星齿轮的这种特殊布置由于其结构设计在结构空间需求较小的同时实现了较高的功率密度。通过将第二和第三行星齿轮变速器的太阳轮轴或行星齿轮轴与可制动的变速器元件连接,可以有针对性地将扭矩在第一和第二从动轴之间移动或偏移。可制动的变速器元件优选设计为液压操纵的制动器。然而也可以例如考虑使用电动促动器。作为前述为第二和第三行星齿轮变速器使用共同齿圈这一实施形式的备选方案,也可以使第二和第三行星齿轮变速器的行星齿轮与共同的太阳轮啮合。这种解决方案也可以减少变速器中构件的数量。所述的所有设计方案由于其结构而具有相比现有技术旋转构件数量减少的优点。由此,差速器装置内部运动的质量减轻,这对该装置的效率有正面影响并且使得该系统的损耗功率降低。除了具有负的恒定传动比的第一行星齿轮变速器的实施形式还可以考虑一种变型方案,其中该第一行星齿轮变速器具有正的恒定传动比。该恒定传动比优选在1.3至4.0之间。这种所谓的正变速器优选与具有共同太阳轮的第二和第三行星齿轮变速器连接。该第二和第三行星齿轮变速器在这种情况下构造成两个三轴行星齿轮变速器的形式。可以用不同的构造方式设计主差速器。该主差速器优选设计为圆柱齿轮差速器并且尤其设计为行星齿轮变速器或锥齿轮差速器。可选地,主差速器也可以用其它方式设计。按本发明的差速器装置的实施例由对附图的详细说明得出。在附图中:图1示出按本发明的第一种差速器装置,其带有行星齿轮结构的主差速器;图2示出按本发明的带有行星齿轮结构的主差速器的差速器装置的第一种变型方案;图3示出按本发明的带有行星齿轮结构的主差速器的差速器装置的第二种变型方案;图4示出按本发明的带有行星齿轮结构的主差速器的差速器装置的第三种变型方案;图5示出按图1的差速器装置的设计结构的剖视图;图6示出按本发明的带有锥齿轮结构的主差速器的差速器装置的变型方案。图1示出按本发明的用于将驱动扭矩分配到第一从动轴1和第二从动轴2上的差速器装置的一种优选实施形式。为此,设置有一个主差速器10和一个由行星齿轮变速器20,30,40构成的辅助变速器。在所示实施形式中,主差速器10设计为圆柱齿轮差速器,尤其设计为双行星齿轮差速器。驱动扭矩通过齿圈12导入。第一从动轴1与行星齿轮轴架(简称“行星架”)16相连,该行星架(Steg)16支承与齿圈12啮合的第一行星齿轮组13和与太阳轮18啮合的第二行星齿轮组14。太阳轮18与第二从动轴2相连。为了主动地移动或偏移扭矩,主差速器10的行星架16和太阳轮18与辅助变速器相连。该辅助变速器包括负载变速器20以及第一控制变速器30和第二控制变速器40。负载变速器20和控制变速器30,40与独立权利要求的术语对应如下:负载变速器20相当于独立权利要求中的第一行星齿轮变速器,第一控制变速器30相当于独立权利要求中的第二行星齿轮变速器,第二控制变速器40相当于独立权利要求中的第三行星齿轮变速器。“负载变速器”这个名称由这个事实得来,即,在所示实施形式中几乎全部待移动的扭矩均位于第一行星齿轮变速器20上并且其必须相应设计得具有较大强度。这种由结构决定的在一个高负荷的负载变速器20和两个低负荷的控制变速器30和40中的扭矩分配使得控制变速器的行星齿轮可以设计成非常窄的齿轮,这对轴向的结构空间需求有正面影响。主差速器的行星架16以及因此第一从动轴1与负载变速器20的行星齿轮24相连。行星齿轮24与负载变速器的齿圈22和太阳轮28啮合。主差分器10的太阳轮18以及因此第二从动轴2与控制变速器30和40共同的行星架36和负载变速器20的齿圈22相连,该行星架36支承拉威挪式行星齿轮机构的行星齿轮组34,44。在该拉威挪式机构中使用了短行星齿轮34和长行星齿轮44。负载变速器20的太阳轮28与齿圈32相连。长行星齿轮44与第二控制变速器40的齿圈32和太阳轮48啮合。太阳轮48与一个可调节的制动器52相连,该制动器52可以制动太阳轮48相对于车辆固定的壳体的运动。第一控制变速器30的短行星齿轮34与该第一控制变速器30的太阳轮38和长行星齿轮44啮合。太阳轮38与一个可调节的制动器51相连,该制动器51可以制动太阳轮38相对于车辆固定的壳体的运动。图1中所示装置的恒定传动比例如对于主差速器10是+2.0,对于负载变速器20是-1.9,对于第一控制变速器30是+1.9并且对于第二控制变速器40是-1.6。这种构造使得径向结构空间非常小。各个行星齿轮变速器恒定传动比的由结构决定的相关性也可以与非圆柱体形的结构空间匹配(例如圆锥形结构空间:+2.0/-2.0/+1.8/-1.5)。通过带有合并在一起的行星齿轮轴的新变速器结构也可以显著减小轴向的结构空间需求。因为各行星齿轮变速器的恒定传动比不在+1附近并且为了在变速器中移动扭矩而需要制动的控制变速器通过太阳轮38和48与制动器51和52连接,所以该变速器结构使得例如在汽车从左转弯转换为右转弯行驶时扭矩突变非常小。图2示出按本发明的差速器装置的另一种实施形式。具有主差速器10和行星齿轮变速器20,30,40的基本结构与图1中所描述的差速器装置的基本结构相同。主差速器10的结构同样与图1中的结构一致。对应的构件用与图1中相同的附图标记表示。与图1中的装置不同的是,在该实施形式中行星架16与负载变速器的齿圈22相连。负载变速器20的行星齿轮24与该负载变速器的齿圈22和太阳轮28啮合。齿圈22与主差速器10的行星架16相连。负载变速器20的行星架26与第一控制变速器的齿圈32和第二从动轴2相连。负载变速器20的太阳轮28与第一控制变速器30的行星架36相连。该行星架36支承与齿圈32和太阳轮38啮合的行星齿轮35。太阳轮38与一个可调节的制动器51相连,该制动器51可以制动太阳轮48相对于车辆固定的壳体的运动。在第二控制变速器40中,行星架46支承与齿圈32啮合的第一行星齿轮组47和与太阳轮38啮合的第二行星齿轮组45。行星齿轮轴46同样与一个可调节的制动器52相连。图3示出按本发明的差速器装置的另一种实施形式。除了第一控制变速器30和第二控制变速器40内的布置,按该实施形式的差速器装置在结构上与图2中描述的装置相同。在此再次使用了一个与图1中描述的装置类似的、拉威挪式结构的行星齿轮装置。在该拉威挪式行星齿轮装置中同样使用了短行星齿轮34和长行星齿轮44。负载变速器20的太阳轮28与齿圈32相连。短行星齿轮34与第一控制变速器30的齿圈32和太阳轮38啮合。第二控制变速器40的长行星齿轮44与第二控制变速器40的太阳轮48啮合。太阳轮38与可调节的制动器51相连并且太阳轮48与可调节的制动器52相连。图4示出了按本发明的差速器装置的另一种可考虑的设计方案。在此,主差速器10的结构也与图2中描述的结构相同。然而负载变速器20和控制变速器30与40的结构不同于之前所述装置的结构。相应于图2和图3描述的布置方式,与主差速器10的行星架和与第一从动轴1的连接通过齿圈22实现,该齿圈22与主差速器10的行星齿轮轴16连接。齿圈22与由行星架26支承的第一行星齿轮组23啮合。该行星架26支承与太阳轮28啮合的第二行星齿轮组25并且与第二从动轴2相连。负载变速器20的太阳轮28既与第一控制变速器30的齿圈32又与第二控制变速器40的行星架46相连。第一控制变速器30的行星架36与第二从动轴2相连并且支承既与太阳轮38又与齿圈32啮合的第一行星齿轮组35。如同样在之前的实施形式中描述的那样,太阳轮38与可调节的制动器51相连。第二控制变速器40的与负载变速器20的太阳轮28相连的行星架46支承既与第一控制变速器30的太阳轮38又与第二控制变速器40的齿圈42啮合的行星齿轮组45。在该实施形式中,齿圈42与可调节的制动器52相连,该制动器52可以制动齿圈42相对于车辆固定的壳体的运动。在运行时,借助可调节的制动器51逐渐制动第一控制变速器30的太阳轮38和/或借助制动器52,如上所述,逐渐制动第二控制变速器40的部件。由此在主差速器10内形成了可以有针对性地影响的、第一从动轴和第二从动轴之间的扭矩移动或扭矩偏移或扭矩分配。只有当制动器的元件之间,即例如制动器的摩擦片之间存在不为零的转速差时,制动器的扭矩才是可以调节的。图5示出在前驱法兰轴(左61和右62)的区域内横向于行驶方向剖切变速器外壳60的剖面。沿行驶方向的左侧在变速器外壳60和左法兰轴接头61之间具有制动器单元63。该制动器单元63包括可制动的变速器元件或可调节的制动器51和52。制动器单元63的外部区域中配设有散热片64,以便将在运行中产生的热量导出到环境中。制动器51和52通过同中心地绕第二从动轴2布置的第一空心轴39和第二空心轴49与差速器装置连接。制动器51和52在所示实施形式中设计为膜片式制动器。膜片65可通过液压操纵,以便相对于制动器单元63固定空心轴39,49之一。为此,由一个未示出的液压单元为柱塞66提供压力油。膜片65与空心轴39和49的连接通过相应的第一膜片支架67和第二膜片支架68实现。这两个膜片支架67和68通过深沟球轴承69支承在制动器单元中。差速器装置的各行星齿轮变速器10,20,30,40在沿行驶方向的右侧布置在变速器外壳60中。变速器外壳60借助机壳盖70相对环境封闭,该机壳盖70具有用于支承差速器装置的圆锥滚子轴承71。第二圆锥滚子轴承72相对于变速器外壳60支承齿圈支架73。齿圈12的外轮廓具有盘形齿轮74,该盘形齿轮74用于将驱动扭矩从一个未示出的主轴导入差速器装置中。在该剖视图中可以看出,太阳轮18与从动轴2直接相连,并且行星齿轮轴或行星架16通过第一支架75与从动轴1并且因此与法兰连接轴62相连。此外示出了第二支架76,其用于负载变速器20的齿圈22也用于行星齿轮轴或行星架36的支承。该第二支架76还用于通过深沟球轴承相对于齿圈支架73支承齿圈22并且用于连接从动轴2。此外可以看到将太阳轮28和齿圈32抗扭地相互连接的第三支架78的构造。该第三支架78还用于通过相应的深沟球轴承77支承太阳轮28和齿圈32。使用滚针轴承79来支承第一空心轴39和第二空心轴49以及与它们固定连接的太阳轮38和48。第一空心轴39支承在从动轴2上。第二空心轴49通过滚针轴承79支承在第一空心轴39上。图6示出按本发明的差速器装置的另一种实施形式。主差速器10在所示实施形式中设计为锥齿轮差速器。通过主动轮11导入驱动扭矩。该主动轮11通过锥齿轮轴架8与第二锥齿轮6以及同时支承第二行星齿轮变速器20的行星齿轮组24的行星(齿轮轴)架16相连。该第二锥齿轮6既与和第一从动轴1相连的第一锥齿轮5啮合,也与和第二从动轴2相连的第三锥齿轮7啮合。为锥齿轮差速器的功能所需的第四锥齿轮在此未示出。主差速器的行星架16与负载变速器20的行星齿轮24相连。该行星齿轮24与负载变速器的齿圈22和太阳轮28啮合。主差速器10的锥齿轮7并且由此第二从动轴2与控制变速器30和40共同的、用于支承拉威挪式行星齿轮机构的行星齿轮组34、44的行星架36以及与负载变速器20的齿圈22相连。在该拉威挪式齿轮机构中使用了短行星齿轮34和长行星齿轮44。负载变速器20的太阳轮28与齿圈32相连。长行星齿轮44与第二控制变速器40的齿圈32和太阳轮48啮合。太阳轮48与可调节的制动器52相连,该制动器52可以制动太阳轮48相对于车辆固定的壳体的运动。第一控制变速器30的短行星齿轮34与第一控制变速器30的太阳轮38和长行星齿轮44啮合。太阳轮38与可调节的制动器51相连,该制动器51可以制动太阳轮38相对于车辆固定的壳体的运动。当然,在上述特别说明中讨论并且在附图中示出的实施形式仅是本发明的一个例证式的实施例。本领域技术人员能从有限的公开中得到范围很宽的各种变型可能性。尤其是主差速器10的具体设计可以不同于所示例子中的直齿圆柱齿轮啮合的双行星齿轮变速器或锥齿轮差速器而采用例如冠状齿轮差速器的形式。本领域技术人员还可以使按本发明装置的各元件的齿轮直径、轮齿数量、材料和其它设计特征与特殊情况下的装置匹配。附图标记清单1第一从动轴2第二从动轴5第一锥齿轮6第二锥齿轮7第三锥齿轮8行星架10主差速器11主动轮12主差速器10的齿圈13主差速器10的第一行星齿轮组14主差速器10的第二行星齿轮组16主差速器10的行星架18主差速器10的太阳轮20负载变速器;行星齿轮变速器22负载变速器20的齿圈23负载变速器20的第一行星齿轮组24负载变速器20的行星齿轮组25负载变速器20的第二行星齿轮组26负载变速器20的行星架28负载变速器20的太阳轮30第二行星齿轮变速器32第二行星齿轮变速器30的齿圈34拉威挪式行星齿轮装置的短行星齿轮组35第二行星齿轮变速器30的行星齿轮组36第二行星齿轮变速器30的行星架38第二行星齿轮变速器30的太阳轮39第一空心轴40第三行星齿轮变速器42第三行星齿轮变速器40的齿圈44拉威挪式行星齿轮装置的长行星齿轮组45第三行星齿轮变速器40的行星齿轮组46第三行星齿轮变速器40的行星架47第三行星齿轮变速器40的行星齿轮组48第三行星齿轮变速器40的太阳轮49第二空心轴51可调节的制动器52可调节的制动器60变速器外壳61左法兰轴62右法兰轴63制动器单元64散热片65膜片66柱塞67第一膜片支架68第二膜片支架69深沟球轴承70机壳盖71圆锥滚子轴承72圆锥滚子轴承73齿圈支架74盘形齿轮75第一支架76第二支架77深沟球轴承78第三支架79滚针轴承