DE10046035A1

DE10046035A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ändern der Drehzahl einer Welle

Info

Publication number: DE10046035A1
Application number: DE2000146035
Authority: DE
Inventors: Marcus Schulz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2002-04-04
Also published as: WO2002025134A1; AU2001278397A1; EP1322870A1; DE10194007D2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer Welle (10) mit mindestens einem Zwangsmittel (12), welches eine von der Winkelgeschwindigkeit der Welle (10) verschiedene Winkelgeschwindigkeit aufweisen kann, und mindestens einem Kontaktmittel (14) zum Herstellen eines Kontaktes zwischen der Welle (10) und dem Zwangsmittel (12), wobei der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) von einem Drehmoment der Welle (10) abhängt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, welches vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer Welle mit mindestens einem Zwangsmittel, welches eine von der Winkelgeschwindigkeit der Welle ver schiedene Winkelgeschwindigkeit aufweisen kann und min destens einem Kontaktmittel zum Herstellen eines Kontak tes zwischen der Welle und dem Zwangsmittel. Die Erfin dung betrifft ferner ein Verfahren zum Ändern der Dreh zahl einer Welle, bei dem von einem Kontaktmittel ein Kontakt zwischen der Welle und einem Zwangsmittel herge stellt wird, welches eine von der Winkelgeschwindigkeit der Welle verschiedene Winkelgeschwindigkeit aufweisen kann.

Stand der Technik

Mit gattungsgemäßen Systemen lässt sich die Drehung einer Welle sperren beziehungsweise bremsen und wieder freige ben. Diese Funktionen können durch verschiedenste Kupp lungen realisiert sein, beispielsweise bei Reibkupplun gen, Klauenkupplungen oder Magnetkupplungen. Ein gesperr ter oder gebremster Zustand wird bei geschlossener oder schließender Kupplung erreicht, wobei die Kupplung die sich drehende Welle mit einem im Allgemeinen raumfesten Teil verbindet. Durch Öffnen der Kupplung wird die Welle wieder freigegeben, so dass sie um ihre Achse rotieren kann. Ebenso sind gattungsgemäße Systeme bekannt, welche als Bremse ausgelegt sind, beispielsweise als Bandbremse. Den Systemen des Standes der Technik ist gemeinsam, dass sie aktiv durch ein Signal von außen betätigt werden. Bei einer gewöhnlichen Kupplung eines Kraftfahrzeugschaltge triebes besteht dieses von außen vermittelte aktive Sig nal beispielsweise in dem Treten beziehungsweise dem Los lassen des Kupplungspedals. Für das Betätigen der gat tungsgemäßen Vorrichtungen sind daher separate Vorrich tungskomponenten erforderlich, durch welche die Anordnung insgesamt aufwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch auf, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel von einem Drehmoment der Welle ab hängt. Es sind also keine aktiven Elemente erforderlich, welche den Kontakt zwischen Zwangsmittel und Kontaktmit tel und damit die Drehzahl der Welle von außen beeinflus sen. Vielmehr wird ein Drehmoment der Welle, welches bei einer Rotationsbewegung naturgemäß zur Verfügung steht, verwendet, um die Drehzahl der Welle zu beeinflussen, das heißt beispielsweise die Welle zu sperren oder zu brem sen.

Vorzugsweise hängt der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel vom Betrag des Drehmomentes ab. Es ist also möglich, in einem bestimmten Wertebereich des Drehmomentes eine unbeeinflusste Rotation der Welle zu gestatten, während in einem anderen Wertebereich des Drehmomentes eine Beeinflussung der Drehzahl der Welle erfolgt.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel von der Richtung des Drehmomentes der Welle abhängt. Folglich kann erreicht werden, dass die Welle in einer Richtung frei dreht, wäh rend bei einer Rotation in die andere Richtung und einer damit zusammenhängenden Drehmomentumkehr eine Beeinflus sung der Drehzahl der Welle erfolgt, beispielsweise indem die Welle gesperrt wird.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zwangsmittel raum fest ist. Damit steht eine Vorrichtung zur Verfügung, bei dem die Welle durch Kontakt des Kontaktmittels mit dem raumfesten Zwangsmittel gesperrt beziehungsweise gebremst wird, so dass insgesamt eine rein passive Herabsetzung der Drehzahl einer Welle möglich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass an der Welle mindestens ein Mitnehmer angeordnet ist, dass das Kontaktmittel ein radial ver schiebbares Kontaktelement aufweist, dass von dem Mitneh mer eine vom Drehmoment der Welle abhängige Kraft auf das Kontaktmittel aufbringbar ist und dass das Kontaktelement in Abhängigkeit der von dem Drehmoment der Welle abhängi gen Kraft seine radiale Position verändert. Der Mitneh mer, welcher an der Welle angeordnet ist, dient zur Über tragung des Drehmomentes auf das Kontaktmittel, so dass das Kontaktmittel in Abhängigkeit dieses Drehmomentes ei nen Kontakt zu den Zwangsmitteln aufbauen können. Dies geschieht in vorteilhafter Weise dadurch, dass ein Kon taktelement des Kontaktmittels in seiner radialen Positi on verschoben wird, so dass es mit einem radial außen liegenden Zwangsmittel in Kontakt kommen kann.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Kontaktmittel einen Kniehebelmechanismus umfasst. Durch Beugen oder Strecken des Kniegelenks des Kniehebelmechanismus lässt sich die radiale Position des Kontaktelementes, welches beispiels weise an einem Ende des Kniehebelmechanismus befestigt ist, verändern. Das Beugen beziehungsweise Strecken des Kniegelenkes erfolgt vorzugsweise unter dem Einfluss ei ner elastischen Rückstellkraft.

Die Vorrichtung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass an der Welle mehrere Mitnehmer vorgesehen sind, dass meh rere Kontaktmittel auf einem drehbaren Innenring vorgese hen sind und dass die Rotationsachse der Welle mit der Rotationsachse des Innenrings zusammenfällt. Auf diese Weise werden die entstehenden Kräfte gleichmäßig auf der Welle verteilt. Ferner stehen mehrere Kontaktmittel zur Verfügung, so dass auch hierdurch pro Kontaktmittel eine geringere Kraft beim Sperren beziehungsweise Bremsen der Welle aufgenommen werden muss.

Die Vorrichtung ist besonders dadurch vorteilhaft, dass das Zwangsmittel mit dem Kontaktmittel durch Formschluss zusammenwirken kann. Auf diese Weise wird eine zuverläs sige Sperrung der Welle ermöglicht.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Zwangsmittel durch einen Ring mit einem wellenförmi gen Innenprofil realisiert ist und wenn das Kontaktele ment eine Sperrklinke ist, welche in das wellenförmige Innenprofil einrastbar ist. Durch das Ausfahren der Sperrklinke in radialer Richtung kann diese in ein Wel lental des wellenförmigen Innenprofils einklinken, so dass eine zuverlässige formschlüssige Sperrverbindung entsteht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn bei einer ersten Richtung des Drehmomentes das Kontaktelement bis zu einem oberen Grenzdrehmoment der Welle seine radiale Position dynamisch verändert, beim Überschreiten des oberen Grenz drehmomentes der Welle das Kontaktelement seine Position sprunghaft zu einer Kontaktposition verändert und mit dem Zwangsmittel zusammenwirkt und beim Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle das Kontaktelement seine Kontaktposition beibehält. Bis zum Erreichen des oberen Grenzdrehmomentes kann die Welle also unbeein flusst von dem Zwangsmittel rotieren. Erst bei Über schreiten des oberen Grenzdrehmomentes kommt es zu einem Zusammenwirken von Kontaktmittel und Zwangsmittel, so dass die Welle gesperrt wird. Dieses sprunghafte Durch schalten wird auch als "snap-through-Verhalten" bezeich net. Nach dem sprunghaften Durchschalten erreicht das Kontaktmittel eine stabile Position, so dass das Kontakt element auch bei beliebiger Verringerung des Drehmomen tes, das heißt auch insbesondere bei Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes, seine Kontaktposition beibe hält.

Vorzugsweise ist bei einer zweiten Richtung des Drehmo mentes der Welle, welche der ersten Richtung des Drehmo mentes der Welle entgegengesetzt ist, das Kontaktelement aus seiner Kontaktposition führbar. Bei Momentenumkehr können die Mitnehmer der Welle also bewirken, dass die Kontaktmittel ihre mit den Zwangsmitteln verriegelte Po sition aufgeben, so dass die Rotation der Welle wieder freigegeben ist.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann das Zwangsmittel mit dem Kontaktmittel durch Reibungskraft zusammenwirken. Es muss also nicht eine vollständige Ver riegelung der Wellenrotation erfolgen. Vielmehr kann durch die Reibung auch eine graduelle Herabsetzung der Rotationsgeschwindigkeit erfolgen.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Zwangsmittel mit dem Kontaktmittel durch Kraftschluss zusammenwirken kann. Die Reibungskraft kann also soweit erhöht werden, dass auch eine vollständige Verriegelung der Wellenrotation erfolgen kann.

Dies lässt sich besonders wirkungsvoll dadurch erreichen, dass das Zwangsmittel durch einen Ring mit einer im We sentlichen glatten Innenseite realisiert ist und dass das Kontaktelement eine Bremsbacke ist, welche mit der Innen seite des Rings in Wechselwirkung treten kann. Durch das radiale Verschieben der Bremsbacken der Kontaktmittel nach außen lässt sich also graduell die Bremskraft erhö hen. Sind die Bremsbacken in diesem Fall Bestandteil ei nes Kniehebelmechanismus, so ist dieser so ausgelegt, dass selbst bei maximal auftretenden Bremskräften die Kniehebelmechanismen nicht durchschlagen können.

Die Erfindung zeigt ihre besonderen Vorteile dadurch, dass die Welle die Hohlradwelle eines Planetengetriebes ist, dass die Kurbelwelle eines Motors mit dem Planeten radträger verbunden ist, dass die Sonnenradwelle des Planetengetriebes eine Riemenscheibe trägt und dass zwischen Sonnenradwelle und Hohlradwelle ein Klemmkörperfreilauf integriert ist. Mit einer derartigen Konstruktion lassen sich in vorteilhafter Weise drei unterschiedliche Betriebszustände bei einer Kombination aus Verbrennungsmotor und Starter-Generator erzeugen. Erstens kann der Verbrennungsmotorstart mit großer Übersetzung zwischen Kurbelwelle und Starter-Generator erfolgen, welcher über einen Riemenantrieb eine Riemenscheibe antreibt. Zweitens kann ein Generatorbetrieb mit kleiner Übersetzung zwischen Kurbelwelle und Starter-Generator erfolgen. Drittens ist eine Standklimatisierung möglich, bei der die Riemenscheibe von der Kurbelwelle abgekoppelt ist.

In diesem Zusammenhang ist die Vorrichtung besonders da durch vorteilhaft, dass mit der Kurbelwelle als Antrieb der Klemmkörperfreilauf sperrt und die Zwangsmittel kei nen Einfluss auf die Hohlradwelle haben. In diesem Be trieb ist das Planetengetriebe verblockt, und Kurbelwel le, Riemenscheibe und Hohlrad drehen sich mit der glei chen Drehzahl. Der Starter-Generator arbeitet im Genera tormodus.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass mit der Riemen scheibe als Antrieb der Klemmkörperfreilauf frei ist, die Zwangsmittel bis zu einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle keinen Einfluss auf die Hohlradwelle haben und die Zwangsmittel ab einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle einen Einfluss auf die Hohlradwelle haben. Auf diese Weise lässt sich das System für eine Standkli matisierung nutzen. Indem das Drehmoment der Hohlradwelle klein genug gehalten wird, kann stets bei stehender Kur belwelle der Starter-Generator zum Betreiben eines Kom pressors für eine Klimaanlage benutzt werden. Allerdings kann in dieser Ausführungsform die Anordnung auch zum Starten des Verbrennungsmotors verwendet werden, nämlich durch Erhöhung des Drehmomentes der Hohlradwelle, so dass dieses ein Drehmoment oberhalb des oberen Grenzdrehmomen tes aufbringt. Aufgrund des Vorliegens eines Drehmomentes oberhalb des oberen Grenzdrehmomentes wird die Hohlrad welle gebremst beziehungsweise gesperrt, und folglich wird die Kraft des Starter-Generators über die Riemen scheibe auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über tragen, so dass dieser startet.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da durch auf, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel in Abhängigkeit von einem Drehmoment der Welle hergestellt wird. Es sind also keine aktiven Elemente erforderlich, welche den Kontakt zwischen Zwangsmittel und Kontaktmittel und damit die Drehzahl der Welle von außen beeinflussen. Vielmehr wird ein Drehmo ment der Welle, welches bei einer Rotationsbewegung na turgemäß zur Verfügung steht, verwendet, um die Drehzahl der Welle zu beeinflussen, das heißt beispielsweise die Welle zu sperren oder zu bremsen.

Bevorzugt wird der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel in Abhängigkeit vom Betrag des Drehmo mentes hergestellt. Es ist also möglich, in einem be stimmten Wertebereich des Drehmomentes eine unbeeinfluss te Rotation der Welle zu gestatten, während in einem an deren Wertebereich des Drehmomentes eine Beeinflussung der Drehzahl der Welle erfolgt.

Ferner ist vorteilhaft, wenn der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel und dem Kontaktmittel in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmomentes hergestellt wird. Folglich kann erreicht werden, dass die Welle in einer Richtung frei dreht, während bei einer Rotation in die andere Richtung und einer damit zusammenhängenden Drehmomentum kehr eine Beeinflussung der Drehzahl der Welle erfolgt, beispielsweise indem die Welle gesperrt wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Zwangsmittel raumfest. Damit steht ein Verfahren zur Ver fügung, bei dem die Welle durch Kontakt des Kontaktmit tels mit dem raumfesten Zwangsmittel gesperrt beziehungs weise gebremst wird, so dass insgesamt eine rein passive Herabsetzung der Drehzahl einer Welle möglich ist.

Das Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn an der Welle mindestens ein Mitnehmer angeordnet ist, wenn das Kontaktmittel ein radial verschiebbares Kontaktelement aufweist, wenn von dem Mitnehmer eine vom Drehmoment der Welle abhängige Kraft auf das Kontaktmittel aufgebracht wird und wenn das Kontaktelement in Abhängigkeit der von dem Drehmoment der Welle abhängigen Kraft seine radiale Position verändert. Bei dieser Ausführungsform des Ver fahrens dient der Mitnehmer, welcher an der Welle ange ordnet ist, zur Übertragung des Drehmomentes auf das Kon taktmittel, so dass das Kontaktmittel in Abhängigkeit dieses Drehmomentes einen Kontakt zu den Zwangsmitteln aufbauen können. Dies geschieht in vorteilhafter Weise dadurch, dass ein Kontaktelement des Kontaktmittels in seiner radialen Position verschoben wird, so dass es mit einem radial außen liegenden Zwangsmittel in Kontakt kom men kann.

Es ist vorteilhaft, wenn das Zwangsmittel mit dem Kon taktmittel durch Formschluss zusammenwirkt. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Sperrung der Welle ermög licht.

In diesem Zusammenhang ist von Vorteil, wenn das Zwangs mittel durch einen Ring mit einem wellenförmigen Innen profil realisiert ist und wenn das Kontaktelement eine Sperrklinke ist, welche in das wellenförmige Innenprofil einrastet. Durch das Ausfahren der Sperrklinke in radia ler Richtung kann diese in ein Wellental des wellenförmi gen Innenprofils einklinken, so dass eine zuverlässige formschlüssige Sperrverbindung entsteht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn bei einer ersten Richtung des Drehmomentes das Kontaktelement bis zu einem oberen Grenzdrehmoment der Welle seine radiale Position dynamisch verändert, beim Überschreiten des oberen Grenz drehmomentes der Welle das Kontaktelement seine radiale Position sprunghaft zu einer Kontaktposition verändert und mit dem Zwangsmittel zusammenwirkt und beim Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle das Kon taktelement seine Kontaktposition beibehält. Bis zum Er reichen des oberen Grenzdrehmomentes kann die Welle also unbeeinflusst von dem Zwangsmittel rotieren. Erst bei Ü berschreiten des oberen Grenzdrehmomentes kommt es zu ei nem Zusammenwirken von Kontaktmittel und Zwangsmittel, so dass die Welle gesperrt wird. Dieses sprunghafte Durch schalten wird auch als "snap-through-Verhalten" bezeich net. Nach dem sprunghaften Durchschalten erreicht das Kontaktmittel eine stabile Position, so dass das Kontakt element auch bei beliebiger Verringerung des Drehmomen tes, das heißt auch insbesondere bei Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes, seine Kontaktposition beibe hält. Beliebige Mechanismen mit "snap-through-Verhalten" können im Rahmen der Erfindung vorteilhaft zum Einsatz kommen.

Bevorzugt wird bei einer zweiten Richtung des Drehmomen tes der Welle, welche der ersten Richtung des Drehmomen tes der Welle entgegengesetzt ist, das Kontaktelement aus seiner Kontaktposition geführt. Bei Momentenumkehr können die Mitnehmer der Welle also bewirken, dass die Kontakt mittel ihre mit den Zwangsmitteln verriegelte Position aufgeben, so dass die Rotation der Welle wieder freigege ben ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfah rens wirkt das Zwangsmittel mit dem Kontaktmittel durch Reibungskraft zusammen. Es muss also nicht eine vollstän dige Verriegelung der Wellenrotation erfolgen. Vielmehr kann durch die Reibung auch eine graduelle Herabsetzung der Rotationsgeschwindigkeit erfolgen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Zwangsmittel mit dem Kontaktmittel durch Kraftschluss zusammenwirkt. Die Rei bungskraft kann also soweit erhöht werden, dass auch eine vollständige Verriegelung der Wellenrotation erfolgen kann.

Es ist vorteilhaft, wenn das Zwangsmittel durch einen Ring mit einer im Wesentlichen glatten Innenseite reali siert ist und wenn das Kontaktelement eine Bremsbacke ist, welche durch die Innenseite des Rings gebremst wird. Durch das radiale Verschieben der Bremsbacken der Kon taktmittel nach außen lässt sich also graduell die Brems kraft erhöhen. Sind die Bremsbacken in diesem Fall Be standteil eines Kniehebelmechanismus, so ist dieser so ausgelegt, dass selbst bei maximal auftretenden Brems kräften die Kniehebelmechanismen nicht durchschlagen kön nen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders dann, wenn die Welle die Hohlradwelle eines Planetenge triebes ist, wenn die Kurbelwelle eines Motors mit dem Planetenradträger verbunden ist, wenn die Sonnenradwelle des Planetengetriebes eine Riemenscheibe trägt und wenn zwischen Sonnenradwelle und Hohlradwelle ein Klemmkörper freilauf integriert ist. Mit einer derartigen Konstrukti on lassen sich in vorteilhafter Weise drei unterschiedli che Betriebszustände bei einer Kombination aus Verbren nungsmotor und Starter-Generator erzeugen. Erstens kann der Verbrennungsmotorstart mit großer Übersetzung zwi schen Kurbelwelle und Starter-Generator erfolgen, welcher über einen Riemenantrieb eine Riemenscheibe antreibt.

Zweitens kann ein Generatorbetrieb mit kleiner Überset zung zwischen Kurbelwelle und Starter-Generator erfolgen. Drittens ist eine Standklimatisierung möglich, bei der die Riemenscheibe von der Kurbelwelle abgekoppelt ist.

Dann ist es besonders vorteilhaft, wenn mit der Kurbel welle als Antrieb der Klemmkörperfreilauf sperrt und die Zwangsmittel keinen Einfluss auf die Hohlradwelle haben. In diesem Betrieb ist das Planetengetriebe verblockt, und Kurbelwelle, Riemenscheibe und Hohlrad drehen sich mit der gleichen Drehzahl. Der Starter-Generator arbeitet im Generatormodus.

Andererseits ist es vorteilhaft, wenn mit der Riemen scheibe als Antrieb der Klemmkörperfreilauf frei ist, die Zwangsmittel bis zu einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle keinen Einfluss auf die Hohlradwelle haben und die Zwangsmittel ab einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle einen Einfluss auf die Hohlradwelle haben. Auf diese Weise lässt sich das System für eine Standkli matisierung nutzen. Indem das Drehmoment der Hohlradwelle klein genug gehalten wird, kann stets bei stehender Kur belwelle der Starter-Generator zum Betreiben eines Kom pressors für eine Klimaanlage benutzt werden. Allerdings kann in dieser Ausführungsform die Anordnung auch zum Starten des Verbrennungsmotors verwendet werden, nämlich durch Erhöhung des Drehmomentes der Hohlradwelle, so dass dieses ein Drehmoment oberhalb des oberen Grenzdrehmomen tes aufbringt. Aufgrund des Vorliegens eines Drehmomentes oberhalb des oberen Grenzdrehmomentes wird die Hohlrad welle gebremst beziehungsweise gesperrt, und folglich wird die Kraft des Starter-Generators über die Riemenscheibe auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über tragen, so dass dieser startet.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun de, dass ein passiv schaltendes Sperrelement beziehungs weise Bremselement dadurch zur Verfügung gestellt werden kann, dass das Drehmoment der zu sperrenden beziehungs weise zu bremsenden Welle als steuernde Größe verwendet wird. Durch eine geeignete Anordnung der erfindungsgemä ßen Vorrichtung für das Zusammenspiel mit einem Planeten getriebe lassen sich bei einem Kraftfahrzeug durch passi ve Umschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verbrennungsmotorstart mit großer Übersetzung, ein Gene ratorbetrieb mit kleiner Übersetzung und eine Standklima tisierung mit entkoppelter Kurbelwelle realisieren.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen bei spielhaft erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Vorrichtung in einem ersten Betriebszustand;

Fig. 2 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einem zweiten Betriebszustand;

Fig. 3 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einem dritten Betriebszustand;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Vorrichtung in einem ersten Betriebszustand;

Fig. 5 die Ausführungsform gemäß Fig. 4 in einem zweiten Betriebszustand;

Fig. 6 die Ausführungsform gemäß Fig. 4 in einem dritten Betriebszustand;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung eines Kontakt mittels;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung eines "snap- through-Verhaltens";

Fig. 9 ein Planetenradgetriebe in einem ersten Be triebszustand;

Fig. 10 das Planetengetriebe gemäß Fig. 9 in einem zweiten Betriebszustand; und

Fig. 11 das Planetengetriebe gemäß Fig. 9 in einem dritten Betriebszustand.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung in Schnittansicht. Im Zentrum der Anordnung ist eine Welle 10 vorgesehen. An dieser Welle 10 sind Mitnehmer 16 angeordnet. Die Achse der Wel le 10 fällt mit der Achse eines Innenrings 40 zusammen. Dieser Innenring 40 trägt Kontaktmittel 14. An dem Innen ring sind ferner Anschläge 38 angeordnet, welche mit den Kontaktmitteln zusammen wirken können. Um den Innenring 40 ist ein Außenring 12 mit einem Innenprofil 42 angeord net. Auch die Achse des Außenrings 12 fällt mit den Ach sen von Welle 10 und Innenring 40 zusammen. Der Außenring 12 ist raumfest gelagert, während der Innenring 40 und die Welle 10 drehbar gelagert sind. Die Kontaktmittel 14 sind jeweils mit einem Kniehebelmechanismus 22 ausgestat tet. Dieser umfasst zwei Hebel 24, 26 und drei Gelenke 28, 30, 32. Zwischen den beiden außen liegenden Gelenken 28, 32 ist eine Feder 56 angeordnet. An dem äußeren Ge lenk 32 des Kniehebelmechanismus 22 ist ein Gleitstein 34 vorgesehen, welcher in einer Führung 36 geführt wird. Au ßen an dem Gleitstein 34 ist eine Sperrklinke 18 als Kon taktelement angeordnet. Die Funktionsweise des Kniehebel mechanismus 22 wird weiter unten mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 detailliert erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem ersten Betriebszustand. In diesem Betriebszustand dreht sich die Welle 10 im Uhrzeigersinn. Dabei üben die Mit nehmer 16 der Welle 10 eine Kraft auf die mittleren Ge lenke 30 der Kniehebelmechanismen 22 aus, welche von dem von der Welle 10 aufgebrachten Drehmoment abhängt. Durch die auf die Kniehebelmechanismen 22 aufgebrachte Kraft werden die Federn 56 gespannt. Das Drehmoment der Welle 10 hat einen Betrag, so dass beim dargestellten Zustand bei Vernachlässigung der Masse des Kniehebelmechanismus 22 ein Kräftegleichgewicht zwischen der von dem Drehmo ment aufgebrachten Kraft und der Federkraft vorliegt. Da her kann der Innenring mit der Welle 10 im Uhrzeigersinn rotieren. Insbesondere greifen die Sperrklinken 18 nicht in das Innenprofil des Außenrings 12 ein, so dass eine unbehinderte gemeinsame Drehung von Welle 10 und Innen ring 40 erfolgen kann.

In Fig. 2 ist ein zweiter Betriebszustand der Vorrich tung gemäß Fig. 1 dargestellt. Dieser Betriebszustand wird dadurch erreicht, dass die Welle 10 ein oberes Grenzdrehmoment überschreitet, welches von der Auslegung der Kontaktmittel 14 und der Federn 56 abhängt. Geht man von dem Zustand in Fig. 1 aus, so wird mit zunehmendem Drehmoment der Welle 10 die Sperrklinke 18 mehr und mehr radial nach außen verschoben. Bei einem bestimmten Grenz drehmoment schlägt der Kniehebelmechanismus 22 durch und an dem Anschlag 38 an. Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt. Ebenfalls wird deutlich, dass die Sperrklin ke 18 in diesem Zustand in dem Innenprofil 42 des Außen rings 12 eingerastet ist. Da der Außenring 12 raumfest ist, ist die Drehung der Welle 10 in dem in Fig. 2 dar gestellten Zustand blockiert. Dreht sich die Welle 10 nun um einen geringen Betrag gegen den Uhrzeigersinn, bei spielsweise um 20°, so bleibt die Sperrklinke 18 dennoch im verriegelten Zustand, da der Abstand des Anschlags 38 von der Achse der benachbarten Feder 56 so groß gewählt ist, dass die Feder 56 ein Zurückschnappen des Kniehebel mechanismus 22 verhindert. Andererseits ist der Abstand zwischen dem Anschlag 38 und der Achse der benachbarten Feder 56 so klein gewählt, dass im angeschlagenen Zustand die Sperrklinke 18 im Innenprofil 42 des Außenrings 12 eingerastet bleibt.

Dreht sich die Welle 10 jedoch weiter gegen den Uhrzei gersinn, so wird bei einem bestimmten Punkt der in Fig. 3 dargestellte Zustand erreicht. Hier ist die erfindungs gemäße Vorrichtung in einem dritten Betriebszustand dar gestellt. Zur Verdeutlichung der Vorgänge wurden in den Fig. 1 bis 3 eine Auswahl der Kniehebelmechanismen 22 und eine Auswahl der Mitnehmer 16 durch Großbuchstaben markiert. In Fig. 1 steht die Welle 10 bei Rotation im Uhrzeigersinn über den Mitnehmer 16A mit dem Kniehebelme chanismus 22A in Kontakt, während die Welle 10 über den Mitnehmer 16B mit dem Kniehebelmechanismus 22B in Kontakt steht. An dieser Zuordnung von Mitnehmer 16 und Kniehe belmechanismus 22 ändert sich auch in Fig. 2 nichts. In Fig. 3 hat sich die Welle jedoch entgegen dem Uhrzeiger sinn gedreht, so dass nun beispielsweise der Mitnehmer 16A mit dem Kontaktelement 22B in Kontakt steht. Durch die Kraftwirkung der Mitnehmer 16 auf die jeweiligen Kniehebelmechanismen 22 wurden gemäß Fig. 3 diese aus ihrer Stellung an den Anschlägen 38 gebracht. Die Sperr klinken 18 wurden radial nach innen verschoben, und die Welle 10 kann ungehindert mit dem Innenring 40 entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren.

Die Bewegung der Welle 10 wird gemäß den drei in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Bewegungszuständen also nur gesperrt, wenn zum einen das Drehmoment der Welle 10 eine bestimmte Richtung aufweist und wenn es zum anderen eine bestimmte Größe überschreitet. Grundsätzlich sind die Mitnehmer 16 und die Kontaktmittel 14 so angeordnet, dass die Mitnehmer 16 von beiden Seiten mit benachbarten Knie hebelmechanismen 22 in Kontakt kommen können. Die Kon struktion ist allerdings so ausgeführt, dass es ansonsten keine weiteren Kollisionsmöglichkeiten der Mitnehmer mit beliebigen Komponenten der Anordnung gibt. Über die Sperrklinken 18 wird bei dem Betriebszustand gemäß Fig. 2 eine formschlüssige Verbindung zu dem Innenprofil 42 des Außenrings 12 aufgebaut. Beim Übergang von dem Be triebszustand gemäß Fig. 2 zu dem Betriebszustand gemäß Fig. 3 läuft die Welle 10 zunächst frei, ohne dass ein Mitnehmer 16 mit dem Innenring 40 wechselwirkt. Nach ei ner Weile kommt dann aber beispielsweise der Mitnehmer 16A mit dem Kniehebelmechanismus 22B in Kontakt. Bis zu diesem Zeitpunkt ist also bei Momentenumkehr ein Freilauf realisiert. Ist die Kraft auf beispielsweise das Gelenk 30 des Kniehebelmechanismus 22B durch den Mitnehmer 16A groß genug, so schnappen die Kniehebelmechanismen zurück, und die Sperrklinken 18 geben den Innenring 40 frei. Die Größe der Kraft, die benötigt wird, damit die Kniehebel mechanismen 22 zurückschnappen, hängt von der Lage der Anschläge 38 ab. Die Kraft kann vom Betrage her beliebig klein gewählt werden. In diesem Zusammenhang wird auf die folgende Veröffentlichung verwiesen: Schulz, M, and Pel legrino, S. (2000), Equilibrium paths of mechanical sys tems with unilateral constraints, part I: theory, to ap pear in: The Royal Society Proceedings: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. Hier wird eine Theorie über Gleichgewichtspfade von Systemen mit einseitigen Bindungen abgeleitet.

Ferner ist grundsätzlich zu bemerken, dass die Durchmes ser des Innenrings 40 und des Außenrings 12 kleiner gewählt werden können, wenn die Mitnehmer 16 eher axial als radial ausgerichtet sind. Auf diese Weise lässt sich eine insgesamt kompaktere Anordnung erreichen.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung in Schnittansicht. Diese Ausfüh rungsform ähnelt in vielen Einzelheiten der Ausführungs form gemäß den Fig. 1 bis 3. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Kontaktelemente an den Kontaktmitteln 14 hier jedoch als Bremsbacken 20 ausge legt. Der Außenring 12 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 hat im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 eine im Wesentlichen glatte Innenseite.

In Fig. 4 ist ein erster Betriebszustand dargestellt, bei dem die Welle 10 ein vergleichsweise geringes Drehmo ment auf die mittleren Gelenke 30 der Kniehebelmechanis men 22 ausübt. Folglich reicht die Kraft der Federn 56 dazu aus, die Bremsbacken an einem Kontakt mit der Innen seite des Außenrings 12 zu hindern.

Steigt das Drehmoment der Welle 10 jedoch an, so kommt es zu dem in Fig. 5 dargestellten Betriebszustand, bei dem die Bremsbacken 20 von der Innenseite des Außenrings 20 gebremst werden. Bei ausreichendem Drehmoment der Welle 10 kann die Bremskraft so groß sein, dass die Welle 10 vollständig durch Kraftschluss an ihrer Drehung gehindert wird. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 ist das System so ausgelegt, dass selbst bei den maximal auftretenden Kräften die Kniehe belmechanismen 22 nicht durchschlagen können. Weiterhin lösen sich bei Momentenumkehr der Welle 10 im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 die Bremsbacken 20 sogleich wieder von der Innenseite des Au ßenrings 12. Die Welle 10 läuft zunächst frei. Daraufhin erreichen die Mitnehmer 16 das mittlere Gelenk 30 der Kniehebelmechanismen 22. Bei weiterer Rotation der Welle 10 gegen den Uhrzeigersinn wird der in Fig. 6 darge stellte Betriebszustand eingenommen, und die Welle 10 kann über die Mitnehmer 16 und die mittleren Gelenke 30 der Kniehebelmechanismen 22 den Innenring 40 ebenfalls zur Rotation gegen den Uhrzeigersinn veranlassen.

Auch bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 6 sind bestimmte Kniehebelmechanismen und bestimmte Mitneh mer durch Großbuchstaben kenntlich gemacht. In den Fig. 4 und 5 steht der Mitnehmer 16A mit dem Kniehebelme chanismus 22A in Verbindung, während beispielsweise der Mitnehmer 16B mit dem Kniehebelmechanismus 22B in Verbin dung steht. Bei einer Rotation der Welle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, steht beispielsweise der Mitnehmer 16A mit dem Kniehebelmecha nismus 22B in Verbindung.

Auch im Zusammenhang mit den Fig. 4 bis 6 ist grund sätzlich zu bemerken, dass die Durchmesser des Innenrings 40 und des Außenrings 12 dann kleiner gewählt werden kön nen, wenn die Mitnehmer 16 eher axial als radial gerich tet sind.

Fig. 7 dient der genaueren Erläuterung der Kontaktmittel 14. Die Kontaktmittel, welche einen Kniehebelmechanismus 22 bilden, umfassen zwei Hebel 24, 26, welche jeweils eine Länge L aufweisen. Die Hebel sind über ein Gelenk 30 miteinander verbunden. An den der Verbindungsstelle abge wandten Enden der Hebel 24, 26 sind weitere Gelenke 28, 32 angeordnet. Diese Gelenke 28, 32 stehen mit einer li near-elastischen Feder 56 in Verbindung, welche eine Fe derkonstante c aufweist. Der linke Hebel 24 ist über das Gelenk 28 raumfest gelagert. Der rechte Hebel 26 ist über ein weiteres Gelenk 32 horizontal an einem Gleitstein 34 frei verschiebbar gelagert. Die Gelenke 28, 30, 32 sind vorzugsweise als Zylindergelenke ausgelegt, deren Achsen sämtlich parallel und senkrecht zur Darstellungsebene sind. Der gesamte Kniehebelmechanismus 22 bewegt sich in der Darstellungsebene mit einem Freiheitsgrad von 1.

Zur Verdeutlichung der Bewegungsmöglichkeiten des Kniehe belmechanismus ist die Winkelkoordinate ϕ dargestellt. Bei unverformter Feder 56 sei ϕ = ϕ₀. Unter Einwirkung einer vertikal gerichteten Kraft F stellt sich eine be stimmte Gleichgewichtslage des Systems ein.

In Fig. 8 sind die Gleichgewichtslagen ϕ in Abhängigkeit eines Kontrollparameters Λ graphisch dargestellt. Der Kontrollparameter Λ entspricht der mit dem Faktor 4cL skalierten Kraft F, das heißt Λ = F/4cL. Der Graph in Fig. 8 wird auch Gleichgewichtspfad genannt, da allen Punkten der Kurve Gleichgewichtslagen des Mechanismus entsprechen, jeweils für unterschiedliche Winkel ϕ. In Fig. 8 ist der Verlauf des Gleichgewichtspfades qualita tiv dargestellt. Punkte der dick gezeichneten Kurven ent sprechen stabilen Gleichgewichtslagen, und Punkte der dünn gezeichneten Kurve entsprechen instabilen Gleichge wichtslagen. Die Punkte mit horizontaler Tangente A und B sind ebenfalls instabil und werden Grenzpunkte genannt. Ein Verfahren zum Berechnen von Gleichgewichtspfaden me chanischer Systeme wird zum Beispiel in der folgenden Veröffentlichung erläutert: Thompson, J. M. T. and Hunt, G. W. (1973), A general theory of elastic stability, J. Wiley, London.

Das Verhalten des Systems kann beschrieben werden, wenn man die Kraft in einem Modell quasi-statisch von Null an wachsen lässt. Zu Anfang, bei F = 0, befindet sich das System in der stabilen Gleichgewichtslage ϕ₀. Mit quasi statisch wachsendem F bewegt man sich auf dem rechten stabilen Teil des Gleichgewichtspfades, bis der Grenz punkt A erreicht wird. Hier wird der Pfad instabil. Bei weiterem Vergrößern von F wird keine Gleichgewichtslage mehr in der Umgebung des Grenzpunktes erreicht. Der Me chanismus schlägt dynamisch in Richtung des eingezeichne ten Pfeils durch. Dieses Verhalten wird als "snap- through-Verhalten" bezeichnet. Dabei führt das System Schwingungen aus. Nach Abklingen der Schwingungen folgt das System bei weiterer Steigerung der Kraft von Punkt C aus dem linken Teil des stabilen Gleichgewichtspfades nach oben. Das dynamische Durchschlagen ist mit einer sehr raschen Bewegung des Zylindergelenkes 30 von der Halbebene über der Federachse in die Halbebene unter der Federachse in Fig. 7 verbunden. Dieses Instabilitätsphä nomen wird bei den Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Fig. 1 bis 3 genutzt, um die Welle 10 in eine Richtung zu sperren, und zwar dann, wenn ein Drehmoment einen kritischen Wert übersteigt.

Bevorzugt wird die Vorrichtung in Zusammenhang mit einem Planetengetriebe verwendet, dessen Funktionsweise anhand der Fig. 9 bis 11 erkennbar ist. Das Planetengetriebe ist so in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebunden, dass beispielsweise eine Kurbelwelle mit dem Planetenrad träger 50 verbunden ist. Eine Riemenscheibe, welche über einen Riemen mit einem Starter-Generator in Verbindung steht, ist über die Sonnenradwelle mit dem Sonnenrad 54 verbunden. Zwischen Sonnenradwelle und der mit dem Hohl rad 48 in Verbindung stehenden Hohlradwelle wird ein ge wöhnlicher Klemmkörperfreilauf integriert. Zwischen Hohl radwelle und einem raumfesten Zwangsmittel, beispielswei se dem Motorgehäuse befindet sich ein im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 8 erläuterter Mechanismus, welcher das Hohlrad 48 je nach Größe und Richtung des auf das Hohlrad wirkender. Drehmomentes sperrt oder freigibt. Um zu ver hindern, dass der Mechanismus allein aufgrund von Zentri fugalkräften in Sperrstellung geht, lässt sich eine Fliehkraftsicherung verwenden.

Ein normaler Motorbetrieb kann anhand von Fig. 9 erläu tert werden. Die Kurbelwelle des Motors treibt den Plane tenradträger 50 mit den daran angeordneten Planetenrädern 52 an. Der Klemmkörperfreilauf zwischen der Sonnenradwel le und der Hohlradwelle ist so integriert, dass bei die ser Drehrichtung des Planetenradträgers 50 der Klemmkör perfreilauf sperrt. Die Kontaktmittel, welche zwischen Hohlradwelle und den Zwangsmitteln angeordnet sind sper ren hingegen nicht, da ein Betriebszustand gemäß den Fig. 3 oder 6 vorliegt. In diesem Betrieb ist das Plane tengetriebe folglich verblockt, und Sonnenrad 54, Planetenradträger 50 und Hohlrad 48 drehen sich mit gleicher Drehzahl.

In Fig. 10 ist ein weiterer Betriebszustand des Plane tengetriebes dargestellt. Hier wirkt die mit dem Sonnen rad 54 in Verbindung stehende Riemenscheibe als Antrieb; der Starter-Generator stellt folglich die Antriebsenergie zur Verfügung. Bei entsprechend geringer Drehzahl dreht sich das Hohlrad 48 gegen die Drehrichtung des Sonnenra des. Aufgrund des geringen Drehmomentes des Hohlrades und somit der Hohlradwelle liegen Betriebszustände gemäß den Fig. 1 und 4 vor, das heißt die Hohlradwelle und das Hohlrad werden nicht durch die Wechselwirkung der Kon taktmittel und der Zwangsmittel blockiert. Folglich kann die Energie des Starter-Generators zum Antreiben eines Kompressors einer Standklimaanlage verwendet werden.

Erhöht man nun die Drehzahl des Starter-Generators und somit des antreibenden Sonnenrades 54, so überschreitet man an einem bestimmten Punkt das obere Grenzdrehmoment. Diese Situation ist in Fig. 11 dargestellt. Das Hohlrad 48 ist hier durch das Blockieren der Hohlradwelle zum Stillstand gekommen. Es liegt ein Betriebszustand ent sprechend den Fig. 2 und 5 vor. Nun kann durch die Ro tationsenergie des Sonnenrades 54 der Planetenradträger 50 in Rotation versetzt und folglich der Verbrennungsmo tor über die Kurbelwelle gestartet werden. Bei der Aus führungsform gemäß den Fig. 4 bis 6, bei welcher das Hohlrad 48 durch Reibschluss gebremst wird, kann die Ro tationsenergie des Sonnenrades, welche bei der Standkli matisierung vorliegt, während des Übergangs zum Startbe trieb für den Startvorgang benutzt werden. Auf diese Weise erhält man einen beschleunigten Verbrennungsmotor start.

Insgesamt ist es also möglich, durch ausschließlich pas sive Elemente allein auf der Grundlage der beteiligten Drehmomente zwischen drei Betriebszuständen einer Anord nung aus Starter-Generator und Verbrennungsmotor umzu schalten.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Er findung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zum Ändern der Drehzahl einer Welle (10) mit
mindestens einem Zwangsmittel (12), welches eine von der Winkelgeschwindigkeit der Welle (10) verschiedene Winkelgeschwindigkeit aufweisen kann, und
mindestens einem Kontaktmittel (14) zum Herstellen eines Kontaktes zwischen der Welle (10) und dem Zwangsmittel (12),
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) von einem Drehmoment der Welle (10) abhängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) vom Betrag des Drehmomentes der Welle (10) abhängt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) von der Richtung des Drehmo mentes der Welle (10) abhängt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) raum fest ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass an der Welle (10) mindestens ein Mitnehmer (16) angeordnet ist,
dass das Kontaktmittel (14) ein radial verschiebbares Kontaktelement (18, 20) aufweist,
dass von dem Mitnehmer (16) eine vom Drehmoment der Welle (10) abhängige Kraft auf das Kontaktmittel (14) aufbringbar ist und
dass das Kontaktelement (18, 20) in Abhängigkeit der von dem Drehmoment der Welle (10) abhängigen Kraft seine radiale Position verändert.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (14) einen Kniehebelmechanismus (22) umfasst.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass an der Welle (10) mehrere Mitnehmer (16) vorge sehen sind,
dass mehrere Kontaktmittel (14) auf einem drehbaren Innenring (40) vorgesehen sind und
dass die Rotationsachse der Welle (10) mit der Rota tionsachse des Innenrings (40) zusammenfällt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kontaktmittel (14) durch Formschluss zusammenwirken kann.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwangsmittel (12) durch einen Ring mit einem wellenförmigen Innenprofil (42) realisiert ist und
dass das Kontaktelement (18) eine Sperrklinke ist, welche in das wellenförmige Innenprofil (42) ein rastbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ersten Richtung des Drehmomentes der Welle (10)
das Kontaktelement (18) bis zu einem oberen Grenz drehmoment der Welle (10) seine radiale Position dy namisch verändert,
beim Überschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle (10) das Kontaktelement (18) seine radiale Po sition sprunghaft zu einer Kontaktposition verändert und mit dem Zwangsmittel (12) zusammenwirkt und
beim Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle (10) das Kontaktelement (18) seine Kontaktposi tion beibehält.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Richtung des Drehmomentes der Welle (10), welche der ersten Rich tung des Drehmomentes der Welle (10) entgegengesetzt ist, das Kontaktelement (18) aus seiner Kontaktposition führ bar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kontaktmittel (14) durch Reibungskraft zusammenwirken kann.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kontaktmittel (14) durch Kraftschluss zusammenwirken kann.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwangsmittel (12) durch einen Ring mit einer im Wesentlichen glatten Innenseite realisiert ist und
dass das Kontaktelement (20) eine Bremsbacke ist, welche mit der Innenseite des Rings (12) in Wechsel wirkung treten kann.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (10) die Hohlradwelle des Hohlrades (48) eines Planetengetriebes ist,
dass die Kurbelwelle eines Motors mit dem Planeten radträger (50) des Planetengetriebes verbunden ist,
dass die Sonnenradwelle des Sonnenrades (54) des Pla netengetriebes eine Riemenscheibe trägt und
dass zwischen Sonnenradwelle und Hohlradwelle (10) ein Klemmkörperfreilauf integriert ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kurbelwelle als An trieb
der Klemmkörperfreilauf sperrt und
die Zwangsmittel (12) keinen Einfluss auf die Hohl radwelle (10) haben.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Riemenscheibe als Antrieb
der Klemmkörperfreilauf frei ist,
die Zwangsmittel (12) bis zu einem oberen Grenzdreh moment der Hohlradwelle (10) keinen Einfluss auf die Hohlradwelle (10) haben und
die Zwangsmittel (12) ab einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle (10) einen Einfluss auf die Hohlrad welle (10) haben.

18. Verfahren zum Ändern der Drehzahl einer Welle (10), bei dem von einem Kontaktmittel (14) ein Kontakt zwischen der Welle (10) und einem Zwangsmittel (12) hergestellt wird, welches eine von der Winkelgeschwindigkeit der Wel le (10) verschiedene Winkelgeschwindigkeit aufweisen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) in Ab hängigkeit von einem Drehmoment der Welle (10) herge stellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) in Abhängigkeit vom Betrag des Drehmo mentes der Welle (10) hergestellt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kontakt zwischen dem Zwangsmittel (12) und dem Kontaktmittel (14) in Abhängigkeit von der Rich tung des Drehmomentes der Welle (10) hergestellt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) raumfest ist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
dass an der Welle (10) mindestens ein Mitnehmer (16) angeordnet ist,
dass das Kontaktmittel (14) ein radial verschiebbares Kontaktelement (18, 20) aufweist,
dass von dem Mitnehmer (16) eine vom Drehmoment der Welle (10) abhängige Kraft auf das Kontaktmittel (14) aufgebracht wird und
dass das Kontaktelement (18, 20) in Abhängigkeit der von dem Drehmoment der Welle (10) abhängigen Kraft seine radiale Position verändert.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kon taktmittel (14) durch Formschluss zusammenwirkt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwangsmittel (12) durch einen Ring mit einem wellenförmigen Innenprofil (42) realisiert ist und
dass das Kontaktelement (18) eine Sperrklinke ist, welche in das wellenförmige Innenprofil (42) einras tet.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ersten. Richtung des Dreh momentes der Welle (10),
das Kontaktelement (18) bis zu einem oberen Grenz drehmoment der Welle (10) seine radiale Position dy namisch verändert,
beim Überschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle (10) das Kontaktelement (18) seine radiale Po sition sprunghaft zu einer Kontaktposition verändert und mit dem Zwangsmittel (12) zusammenwirkt und
beim Unterschreiten des oberen Grenzdrehmomentes der Welle (10) das Kontaktelement (18) seine Kontaktposi tion beibehält.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Richtung des Dreh momentes der Welle (10), welche der ersten Richtung des Drehmomentes der Welle (10) entgegengesetzt ist, das Kon taktelement (18) aus seiner Kontaktposition geführt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kon taktmittel (14) durch Reibungskraft zusammenwirkt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwangsmittel (12) mit dem Kon taktmittel (14) durch Kraftschluss zusammenwirkt.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwangsmittel (12) durch einen Ring mit einer im Wesentlichen glatten Innenseite realisiert ist und
dass das Kontaktelement (20) eine Bremsbacke ist, welche durch die Innenseite des Rings (12)gebremst wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (10) die Hohlradwelle des Hohlrades (48) eines Planetengetriebes ist,
dass die Kurbelwelle eines Motors mit dem Planeten radträger (50) des Planetengetriebes verbunden ist,
dass die Sonnenradwelle des Sonnenrades (54) des Pla netengetriebes eine Riemenscheibe trägt und
dass zwischen Sonnenradwelle und Hohlradwelle (10) ein Klemmkörperfreilauf integriert ist.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet,
der Klemmkörperfreilauf sperrt und
die Zwangsmittel (12) keinen Einfluss auf die Hohl radwelle (10) haben.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
der Klemmkörperfreilauf frei ist,
die Zwangsmittel (12) bis zu einem oberen Grenzdreh moment der Hohlradwelle (10) keinen Einfluss auf die Hohlradwelle (10) haben und
die Zwangsmittel (12) ab einem oberen Grenzdrehmoment der Hohlradwelle (10) einen Einfluss auf die Hohlrad welle (10) haben.