DE10148961A1

DE10148961A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE10148961A1
Application number: DE10148961A
Authority: DE
Inventors: Laszlo Man; Rene Daikeler
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: FR2815389A1; US6582333B2; JP4892756B2; DE10148961B4; JP2002181084A; US20020045508A1; FR2815389B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit zumindest einem Freilauf.

Description

Die Erfindung betrifft ein in Abhängigkeit von der Drehmomentrichtung schal tendes Getriebe in einem Antriebsstrang.

Derartige Getriebe sind beispielsweise aus der DE-OS 199 41 705 bekannt und weisen zumindest einen Freilauf auf. Herkömmliche Freiläufe sind insbe sondere für größere Durchmesser kostenaufwendig und können insbesondere bei auftretenden Drehschwingungen der Welle, auf der sie angeordnet sind, zu Geräuschbildungen neigen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antriebsstrang mit zumindest einem Freilauf vorzuschlagen, der kostengünstig und einfach herzustellen ist und/oder bezüglich seiner Geräuschanregung beispielsweise durch Dreh schwingungsanregung unempfindlich ist.

Die Erfindung wird durch einen Antriebsstrang insbesondere für ein Kraftfahr zeug umfassend eine Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine mit einer An triebswelle sowie mit zumindest einer mit der Antriebswelle in Wirkverbindung stehenden elektrischen Maschine, die zumindest als Motor und als Generator eingesetzt wird, gelöst, wobei die Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Antriebswelle zumindest zwei, von einem zumindest in Start- und Betriebsphase untergliederten Betriebsmodus der elektrischen Maschine abhängige Übersetzungsstufen aufweist und die Übersetzungsstufen mittels eines Planetengetriebes, zumindest bestehend aus den Planetenkomponenten Sonnenrad, Steg mit zumindest einem Planetenrad und Hohlrad, eingestellt werden und mittels zumindest eines Bandfreilaufs, bestehend aus einem fest mit einer drehenden ersten Komponente verbundenen eine Reibfläche aufweisen den Band, wobei die Reibfläche in Reibeingriff mit einer Gegenreibfläche auf einer zu der ersten Komponente relativ verdrehbaren zweiten Komponente bringbar ist, geschaltet werden.

Dabei können jeweils zwei Planetenkomponenten mittels zumindest eines Bandfreilaufs miteinander wirkungsmäßig verbunden werden oder zwei Plane tenkomponenten miteinander und eine Planetenkomponente gehäusefest bei spielsweise an ein Gehäuse der Brennkraftmaschine angekoppelt werden, be ziehungsweise mit diesem fest verbunden werden. Jeweils eine Planetenkom ponente kann mit der Antriebswelle und mit der Elektromaschine wirkverbunden werden.

Besonders vorteilhaft kann sein, wenn zwischen dem Steg und dem Sonnenrad ein erster und zwischen dem Steg und dem Gehäuse ein zweiter Bandfreilauf schaltbar angeordnet ist.

Zur Bildung des Bandfreilaufs kann das Band an einer sich drehenden Kompo nenten befestigt, beispielsweise eingehakt, eingehängt, verschweißt, vernietet oder dergleichen sein und einfach oder mehrfach um die sich drehende Kompo nente gewickelt sein. Ein Reibschluss zur korrespondierenden sich drehenden zweiten Komponente wird mittels einer Reibfläche am Band und einer Gegen reibfläche an der zweiten Komponente selbstverstärkend in die Drehrichtung gebildet, in die das Band über den Effekt der Eytelweinschen Seilreibung, das heißt in gleichem Drehsinn der beiden Komponenten, um die zweite Kompo nente gewickelt wird. Bei Umkehrung der Drehrichtung löst sich der Reibschluss bei gegenläufigem Drehsinn der beiden Komponenten und beide Komponenten sind praktisch ohne Reibung gegeneinander verdrehbar. Der Reibschluss ver bessert sich in Abhängigkeit der Reibkoeffizienten der Reibeingriffsflächen, so dass es vorteilhaft sein kann, zumindest auf einer Reibeingriffsfläche - Reibflä che oder Gegenreibfläche - einen Reibbelag vorzusehen, beispielsweise zu vernieten, verkleben oder einzuhängen. Dieser Reibbelag kann über den Um fang der Reibeingriffsfläche segmentiert oder durchgehend vorgesehen sein. Auch können über den Umfang betrachtet Längsnuten im Reibbelag vorgesehen sein. Auch mehrere, sich über den Umfang erstreckende, nebeneinander liegen de Reibbeläge können vorteilhaft sein.

Auf der gegenüberliegenden Seite der Reibfläche liegen insbesondere bei meh reren Wicklungen des Bandes Abschnitte des Bandes aufeinander, die bei Lö sen des Freilaufs eine nicht zu vernachlässigende Reibung entgegenhalten. Es ist daher vorteilhaft, in diesem Abschnitt an zumindest einer Seite des Bandes ein Gleitmittel zu verwenden. Versuche haben gezeigt, dass eine Gleitschicht aus einem Kunststoff, beispielsweise Fluorpolymer wie PTFE oder andere Kunststoffe wie beispielsweise Polyäthylen, wenn die thermische Beständigkeit eine untergeordnete Rolle spielt, mit einem vergleichsweise niedrigen Reibkoef fizienten sehr vorteilhaft sein können. Die Befestigung erfolgt mittels Kleben, chemische Zwischenschichtbildung, Sintern, Einschmelzen und/oder mecha nisch mittels Nieten, Verhaken oder Verrasten. In speziellen Fällen kann auch ein nicht zum Kriechen neigendes Fell verwendet werden.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann das Band unter Vorspannung auf der Gegenreibfläche angeordnet sein, so dass bei einer Verdrehung der ersten Komponente, an der das Band befestigt ist gegenüber der zweiten Komponente mit der Gegenreibfläche bei konstantem Drehsinn eine Relativverdrehung der beiden Komponenten unverzüglich gestoppt wird. Die Reibung in derartigen Anwendungsformen kann beispielsweise dadurch aufgehoben werden, dass das Band unter Fliehkrafteinfluss wieder von der Gegenreibfläche abhebt. In weite ren Ausgestaltungsbeispielen kann es vorteilhaft sein, die Vorspannung des Bandes so auszugestalten, dass das Band nicht an der Gegenreibfläche anliegt, so dass eine Relativverdrehung der beiden Komponenten praktisch ohne Rei bung stattfinden kann. Durch Fliehkrafteinwirkung kann das Band an eine radial äußere Gegenreibfläche angedrückt werden und damit einen Reibschluss bilden oder es kann mechanisch an die sich relativ verdrehende Komponente bei spielsweise mittels eines Elektromagneten angedrückt werden, so dass eine selbstverstärkende Blockierung der Komponente gegenüber der Komponente, an der das Band befestigt ist, erfolgen kann.

Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel eines Antriebsstrangs nach dem erfinde rischen Gedanken sieht vor, dass zwei einander entgegengeschaltete Bandfrei läufe einen Schaltpunkt bei im wesentlichen gleicher Drehzahl der Antriebswelle aufweisen, wobei ein Bandfreilauf im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad und der andere im Kraftfluss zwischen dem Hohlrad und dem Steg angeordnet ist.

Zur Dämpfung von Schwingungen insbesondere von Drehschwingungen der Antriebswelle kann mit dieser ein Massetilger verbunden sein, der in das Ge triebe des Antriebsstranges integriert sein kann oder radial außerhalb einer Riemenscheibe, die üblicherweise in derartigen Ausführungen die Verbindung zur Elektromaschine und/oder weiteren Nebenaggregaten herstellt, beispiels Weise zur Erhöhung des Trägheitsmomentes bei verringerter Masse vorgese hen ist.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Ausgestaltungsbeispiel eines Zug-Bandfreilaufs,

Fig. 2 ein Ausgestaltungsbeispiel eines Schub-Bandfreilaufs,

Fig. 3 ein Ausgestaltungsbeispiel eines Antriebsstrangs mit einem Riemenscheibengetriebe mit fliehkraftgesteuerten Zug- und Schub-Bandfreiläufen und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Riemenscheibengetriebes mit schaltbarem Bandfreilauf.

In Fig. 1 ist ein Freilauf 1 gezeigt, der ein Band 2, vorzugsweise ein Metall band aufweist, das um ein nicht näher dargestelltes, zylindrisches Teil, bei spielsweise eine Welle mit zumindest einer Windung gewickelt ist, wobei sich die Bandenden 3, 3' bezüglich des Bandumfangs überlappen und das Band ende 3 an einer ersten von zwei Komponenten, zwischen denen der Freilauf wirksam sein soll wie beispielsweise einem Gehäuseteil oder einem Bauteil wie Hohlrad, Steg, Sonnerad eines Planetengetriebes befestigt ist. Ist das Band 2 dabei in Anlagekontakt zu der Welle angeordnet, wirkt beim Verdrehen der Welle in Wicklungsrichtung D des Bandes 2 eine Reibungskraft R₁ zwischen dem Band 2 und der Welle, die das Band 2 beim Verdrehen der Welle zuzieht, was eine Verkleinerung des Durchmessers des Bandes 2 zur Folge hat. Das Bandende 3 wird dabei mit einer Kraft F festgehalten. Zwischen den sich be rührenden Flächen des Bandes 2 wirkt eine der Reibungskraft R₁ gegenläufige Reibungskraft R₂, die das Zuziehen des Bandes verhindert. Durch Abstimmung der Reibungskoeffizienten in der Weise, dass der Reibungskoeffizient µ(1) zwischen Welle und Band 2 größer ist als der Reibkoeffizient µ(1) zwischen den sich berührenden Flächen des Bandes 2 kann ein Abbremsen der Welle erfolgen. Vorteilhafterweise kann der Reibungskoeffizient zwischen Welle und Band 2 erhöht werden, indem ein Reibbelag 4 zwischengelegt wird, der aus einem ringförmige Reibbelag oder - wie in Fig. 1 dargestellt - aus über den Umfang verteilten Reibbelagssegmenten - beispielsweise aus Material wie aus der Trockenreibungskupplungs- Nasskupplungs-, Brems- und/oder Wandler überbrückungskupplungsanwendungen bekannt - gebildet sein kann. Dabei wird der Reibkoeffizient µ(1) zwischen 0,1 und 0,5 vorzugsweise im Bereich 0,3 eingestellt, der Reibkoeffizient µ(2) beträgt üblicherweise ca. 0,1. Durch Eytel weinsche Seilreibung wird ein Bremseffekt der Welle erzielt. Da die Reibungs kräfte R₁ und R₂ zu F proportional sind, ist die Einzugswirkung selbstverstär kend.

Dreht sich die Welle entgegen der Richtung D, öffnet sich das Band 2 und läßt das Teil rotieren (Freilauf).

Vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel eines Freilaufs 1, bei dem das Band 2 in entspanntem Zustand einen größeren Innendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser der Welle. Hierdurch wird diese in beide Drehrichtungen freigegeben. Wird nach dem erfinderischen Gedanken das Bandende 3a mit einer radial nach innen wirkenden Kraft, beispielsweise mittels eines Aktors, der ein mittels eines Elektromagneten, mittels Druckluft oder hydraulisch be wegter Stempel sein kann, radial beaufschlagt, sperrt das Band 2 in Drehrich tung D. Dadurch entsteht ein schaltbarer Freilauf. Es versteht sich, dass die Anordnung zweier entgegengesetzt, beispielsweise axial nebeneinander um die Welle gewickelter Bänder 2 einen schaltbaren Freilauf bilden können, der in beide Richtungen sperrend geschaltet werden kann. Es versteht sich, dass der Reibbelag 4 mit der Reibeingriffsfläche 5 auch auf der Welle befestigt oder gegebenenfalls mit einer axialen Fixierung und mit einer ausreichenden Fes tigkeit versehen ohne Befestigung zwischen Welle und Band 2 angebracht werden kann.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht - wie in Fig. 2 gezeigt - einen Freilauf 1a vor, bei dem das Band 2a radial um eine nicht dargestellte Welle angeordnet ist und sich unter Eigenspannung an die Innenfläche einer Komponente mit einer zylindrischen Gegenreibfläche anlegt, wobei wiederum radial zwischen zylindrischem Teil und Band 2a zumindest ein Reibbelag beziehungsweise Reibbelagsegmente 4a mit einer Reibfläche 5a zur Verbesserung des Reibkoeffizienten vorgesehen sein können. Das innere Bandende 3a' wird bei Drehung der Welle in die Drehrichtung D1 in der entgegengesetzten Bandwicklungsrichtung verdreht und bremst, die Welle ab. In umgekehrter Drehrichtung kann die Welle frei drehen. Eine fliehkraftabhängige Anordnung sieht in diesem Ausführungsbeispiel vor, den Freilauf 1a unter Fliehkrafteinwirkung zu öffnen. Hierbei wird das Band mit der Welle in Drehrichtung D1, die auch die Wickelrichtung des Bandes 2a ist, frei gedreht. Das Band 2a ist dabei nicht an das zylindrische Teil gespannt, so dass auch eine freie Drehbarkeit entgegen der Drehrichtung D1 möglich ist. Ab einer vorgegebenen Drehzahl, die unter anderem durch die Federkonstante des Bandes 2a eingestellt werden kann, weitet sich das Band 2a und kommt zur Anlage an das zylindrische Teil und sperrt dadurch in Drehrichtung D1.

Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel sieht bei zwei radial umeinander gelagerten Teilen weiterhin einen Freilauf 1 gemäß Fig. 1 vor, bei dem das radial äußere Teil und die Welle gemeinsam und voneinander unabhängig verdrehbar sein können. Eine Fliehkraftsteuerung sieht hierzu vor, die Welle und das radial äußere Teil, das ebenfalls verdrehbar in und entgegen der . Drehrichtung ist, zu verdrehen. Dabei sind Welle und äußeres Teil in Drehrichtung D bis zu einer Grenzdrehzahl miteinander verblockt, da das Band 2 auf der Welle verspannt ist. Der Freilauf 1 öffnet sich infolge Fliehkraft bei zunehmender Drehzahl der Welle in Drehrichtung D und gibt das äußere Teil frei, das nunmehr in beide Richtungen gegenüber der Welle relativ verdrehbar ist.

Derartige Freiläufe sind in der Herstellung kostengünstig und in der Funktionsweise einfach, auch bei Öl- oder Fettschmierung.

Verglichen mit den heutigen Klemmkörperfreiläufen können Fertigungsmaße grober toleriert werden. Das Band kann weiterhin Abweichungen in den Rundmaßen und Achsversätze ausgleichen. Vorteilhaft ist weiterhin der Einsatz auf großen Durchmessern, beispielsweise in Getrieben wie Startergeneratorgetrieben. Da der Bandfreilauf im Gegensatz zu den heutigen Klemmkörperfreiläufen auch im trockenen Bauraum einsetzbar ist, kann eine Abdichtung des Freilaufs häufig entfallen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen in Startergeneratorgetrieben, wie sie in der oben bereits angegebenen DE-OS 199 41 705 näher erläutert sind.

Fig. 3 zeigt ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel eines Antriebsstrangs 110 nach dem erfinderischen Gedanken. Der Antriebsstrang 110 ist gebildet aus einer Brennkraftmaschine 140 - hier nur symbolisch angedeutet -, einem mit der Kurbelwelle 140a der Brennkraftmaschine 140 einerseits und über eine Riemenscheibe 112 mit einer Elektromaschine 130 andererseits wirkverbundenes Riemenscheibengetriebe 110a. Es versteht sich, dass in der Riemenscheibenebene, in der die Elektromaschine 130 angeordnet ist, ein oder mehrere Nebenaggregate beispielsweise Hydraulikpumpen, Klimakompressoren und dergleichen angeordnet und mit dem Riemen der Riemenscheibenebene angetrieben werden können. In Abhängigkeit von der Drehzahl und damit abhängig von den im Getriebe 110a wirksamen Fliehkräften wird die Übersetzung des Planetengetriebes 110b, bestehend aus dem Sonnenrad 111, dem Steg 117 mit den Planetenrädern 115, die mittels Bolzen 116 verdrehbar im Steg 117 aufgenommen sind, und dem Hohlrad 118, eingestellt. Zur Steuerung des Riemenscheibengetriebes 110a ist jeweils ein Bandfreilauf 101, 101a zwischen dem Steg 117 und dem Hohlrad 118 beziehungsweise zwischen dem Sonnenrad 111 und dem Steg 117 vorgesehen.

Indem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Riemenscheibengetriebe 110a mittels eines Trägerteils 117a mit der Kurbelwelle 140a fest verbunden, beispielsweise verschraubt, wobei an der Stirnseite des Trägerteils eine entsprechende Profilierung beispielsweise ein Innensechskant 117b vorgesehen ist, der nach der Montage des Riemenscheibengetriebes 110a mit einer Abdeckkappe 117c verschlossen wird. Mit dem Trägerteil 117a ist der Steg 117 fest verbunden, beispielsweise verschweißt, verstemmt oder dergleichen. Im Steg 117 sind die Bolzen 116, beispielsweise drei über den Umfang verteilte Bolzen, fest aufgenommen, auf den Bolzen sind unter Zwischenlegung von Lagern 116a, beispielsweise Wälzlagern, die Planetenräder 115 verdrehbar aufgenommen. Es versteht sich, dass die Planetenräder 115 auch direkt verdrehbar in dem Steg 117 gegebenenfalls unter Zwischenlegung von entsprechenden Lagern eingebracht werden können. Zur Abstützung der Bolzen 116 an ihrem anderen freien Ende ist zusätzlich ein Scheibenteil 117e mit entsprechenden Öffnungen für die Bolzen 116 mit dem Steg 117 fest verbunden - beispielsweise wie hier gezeigt mittels der Schrauben 117f. Am Scheibenteil 117e oder am Steg 117 ist weiterhin ein Scheibenteil 117g befestigt, das radial innen mittels eines axialen Ansatzes 117g' in dem gezeigten Ausführungsbeispiel am Scheibenteil 117e zentriert und mit diesem über eine Steckverzahnung und eine radiale Verschraubung zur axialen Sicherung verbunden ist und radial außen einen weiteren axialen Ansatz 117g" aufweist, an dem radial außen der Bandfreilauf 101a befestigt ist und radial innen über ein Metall-/Gummielement 127 eine Tilgermasse 128 in Form eines Masserings elastisch angebunden ist. Es kann vorgesehen werden, dass die Planetenräder geschmiert und gekapselt vorgesehen werden, so dass der Raum, in dem sich die Planetenräder drehen, beispielsweise wie in der Fig. 3 gezeigt, mittels Dichtungen 122, 123, 124, 125 abgedichtet ist.

Auf dem Steg 117 beziehungsweise dem Trägerteil 117a ist das Sonnenrad 111 mittels des Axiallagers 119c und des Radiallagers 119, das ein Wälzlager oder Gleitlager sein kann, zentriert und gelagert. Das Sonnenrad 111 kämmt mittels der Verzahnung 114 mit den Planetenrädern 115. Mit dem Sonnenrad 111 ist die Riemenscheibe 112 fest verbunden, beispielsweise mittels einer Verschweißung 111a. Zur Ausbildung eines Zentriersitzes weist die Riemenscheibe einen axial in Richtung Kurbelwelle 140a gerichteten Ansatz 112a auf. Dieser Ansatz trägt eine Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings 125, der die Riemenscheibe 112a gegenüber dem Scheibenteil 117g abdichtet. Radial außen trägt die Riemenscheibe 112 die Riemenfläche 113, die den Riemen zur Wirkverbindung mit der Elektromaschine und gegebenenfalls zusätzlichen Nebenaggregaten aufnimmt. In dem gezeigten Beispiel handelt es sich um eine Riemenfläche 113 zur Aufnahme eines Vielzahnriemens. Der axial ausgebildete Ansatz 112b zur Bildung der Riemenfläche 113 weist an seinem Innenumfang weiterhin die Gegenreibfläche 106 zur Bildung des Reibkontaktes mit der Reibfläche 105 des Bandfreilaufs 101 auf.

Der Steg 117 und das Scheibenteil 117e bilden weiterhin einen Zentriersitz mit einer entsprechenden Axial- und Radiallagerung über die Lager 119a, 119b, die hier in Form von über den Umlauf verteilten Wälzkörpern, wie Kugeln, vorgesehen sind, für das Hohlrad 118, dessen Innenverzahnung 118a mit den Planetenrädern 115 kämmt. In dem Hohlrad 118 ist weiterhin eine ringförmige Tasche 118b vorgesehen, die beispielsweise mittels Umformtechniken hergestellt sein kann und die den Bandfreilauf 101 aufnimmt. Hierzu ist das Band 102 von radial außen her, beispielsweise mittels einer Vernietung 107 an einem Ende mit dem Hohlrad 118 fest verbunden - es versteht sich, dass die Befestigung auch mittels Verschrauben, Verschweißen, Verstemmen, Einhaken, Punktschweißen und dergleichen erfolgen kann. An seinem Innenumfang trägt das Band 102 den Reibbelag 104 mit der Reibeingriffsfläche 105. Diese Reibeingriffsfläche 105 kann mit der Gegenreibfläche 106 bei Bedarf einen Reibeingriff bilden. Dis Gegenreibfläche 106 ist am Außenumfang eines axial erweiterten Ansatzes 120a des Bauteils 120 vorgesehen, das fest über die Stifte 120b oder über die Befestigungsvorrichtungen, beispielsweise Nieten oder Schrauben 121 an das nicht näher dargestellte Motorgehäuse angebunden wird. Das Gehäuseteil 120 des Riemenscheibengetriebes 110a ist radial innen zur Aufnahme einer Dichtung 117a gegenüber einem im Steg 117 vorgesehenen axialen Ansatz 117h axial erweitert.

Die Funktionsweise des Antriebsstrangs 110 ist in zwei Betriebsmodi zu unterteilen. Im ersten Betriebsmodus treibt die Elektromaschine 130 die Kurbelwelle 140a zum Start der Brennkraftmaschine 140 an. Ist die Brennkraftmaschine gestartet, wird diese im zweiten Betriebsmodus beschleunigt und die Elektromaschine 130 wird als Generator betrieben. Für die beiden Betriebsmodi sind unterschiedliche Drehzahlen von Vorteil. Einerseits soll beim Startvorgang die Elektromaschine mit einer großen Übersetzung ins Langsame antreiben, andererseits soll die Elektromaschine bei Betriebsdrehzahlen der Brennkraftmaschine möglichst in ihrem Drehzahlbereich mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden. Da zum Starten der Brennkraftmaschine im ersten Betriebsmodus kleine Drehzahlen der Kurbelwelle 140a gewünscht sind, wird im Riemenscheibengetriebe 110a in diesem Betriebsmodus über die Planetenräder 115 untersetzt. Dies bedeutet, dass der Bandfreilauf 101 im Startmodus geschlossen ist und das Hohlrad 118 fest mit dem Gehäuse verbindet und der Reibbelag 104 mit seiner Reibeingriffsfläche 105 und das Gehäuseteil 120 mit seiner Reibeingriffsfläche 106 einen Reibschluss bilden. Dies wird dadurch erreicht, dass im Ruhezustand das Band 102 unter Vorspannung auf die Gegenreibfläche 106 aufgezogen ist. Der Bandfreilauf 101a wiederum ist mit Vorspannung auf den Ansatz 107g" aufgezogen, so dass der Reibbelag 104a mit seiner Reibeingriffsfläche 105a keinen Reibeingriff zur Gegenreibfläche 106a der Riemenscheibe 112 ausbildet. Wird nun ein Drehmoment von der Elektromaschine 130 über die Riemenscheibe 112 auf das Sonnenrad 111 übertragen, kämmt das Sonnenrad 111 mit den Planentenrädern 115 bei mittels des Bandfreilaufs 101 Gehäuse fest gehaltenem Hohlrad 118, so dass über die Bolzen 116 der Steg 117 verdreht und dadurch die Kurbelwelle 140a angetrieben wird. Bei einer Erhöhung der Drehzahl nach dem Start der Brennkraftmaschine wird infolge Fliehkraft das Band 102 nach radial außen beschleunigt und der Reibkontakt zwischen der Reibeingriffsfläche 105 und der Gegenreibfläche 106 wird getrennt. Praktisch zu gleicher Zeit wird über Fliehkraft das Band 102a mit dem Reibbelag 104a bedingt durch die anwachsende Fliehkraft bei zunehmender Drehzahl nach radial außen beschleunigt und die Reibeingriffsfläche 105a des Reibbelags 104a tritt in Reibkontakt mit der Gegenreibfläche 106a der Riemenscheibe 112 und es bildet sich selbstverstärkend ein Reibschluss zwischen der Riemenscheibe 112 und dem Scheibenteil 117g aus, das fest mit dem Steg 117 verbunden ist, so dass Steg 117 und Riemenscheibe 112 mit der gleichen Drehzahl von der Kurbelwelle 140a angetrieben werden und das Planetengetriebe 110a überbrückt ist. Das Hohlrad 118 wird dabei mit der selben Drehzahl infolge einer Verblockung mit den Planetenrädern 115 gegenüber dem Gehäuseteil 120 verdreht, da infolge der Fliehkraft der Reibeingriff zwischen Gehäuseteil 120 und Hohlrad 118 aufgehoben ist. Ingesamt ist in diesem Betriebszustand die interne Übersetzung des Riemenscheibengetriebes 110a i = 1. Hinzu kommt eine vorgebbare Übersetzung durch das Verhältnis der Durchmesser der Riemenscheibe 111 und der Riemenscheibe der Elektromaschine 130. Der Riementrieb wird mittels des Freilaufs 102a von Drehschwingungen der Brennkraftmaschine entkoppelt.

Fig. 4 zeigt ein mit dem Riemenscheibengetriebe 110a der Fig. 3 ähnliches Riemenscheibengetriebe 220a, das neben anderen Ausgestaltungs merkmalen, auf die nachfolgend eingegangen wird, zwei Bandfreiläufe 201, 201a aufweist, wobei der Bandfreilauf 201a mittels eines Elektromagneten 250 angesteuert wird. Die Bandfreiläufe können im Ruhezustand des Riemen scheibengetriebes 220a, das heißt, bei nicht drehender Getriebeeingangswelle 240a so unter Vorspannung eingebaut werden, dass der Bandfreilauf 201 keinen Reibkontakt zur Riemenscheibe 212 ausbildet und der Bandfreilauf 201a das Gehäuseteil 220, in dem das Band 202 des Bandfreilaufs 201a befestigt ist fest mit dem Hohlrad 218 verbindet. Dies entspricht dem Betriebsmodus zum Start der Brennkraftmaschine, so dass im Betriebszustand des Startens der Elektromagnet 250 nicht bestromt ist. In vorteilhafter Weise kann jedoch auch die andere Beschaltung der Bandfreiläufe 201, 201a vorgesehen sein, bei dem der Elektromagnet 250 bestromt ist und dadurch ein radialer Druck mittels eines vom Elektromagneten betätigten, nicht näher dargestellten Stempels auf das Band 202a des Bandfreilaufes 201a ausgeübt wird, so dass der Reibbelag 204 in Reibkontakt mit der Gegenreibfläche 206 des Hohlrads 218 tritt und selbstverstärkend mittels des Effekts der Eytelweinschen Seilreibung das Hohlrad 218 gehäusefest gehalten wird. Der Bandfreilauf 201 ist entsprechend dem Bandfreilauf 101a in Fig. 3 fliehkraftgesteuert. Eine von außen bewirkte Betätigung des Freilaufs kann in speziellen Ausführungsbeispielen ebenfalls vorteilhaft sein, beispielsweise durch denselben Elektromagneten 250, der bereits den Bandfreilauf 201a steuert. Da in diesem Fall zwischen dem Stempel des Elektromagneten und dem Band 202 eine Relativverdrehung stattfindet, erfolgt die Krafteinwirkung des feststehenden Stempels auf das Band 202 vorteilhafterweise berührungslos über ein Magnetfeld oder von dieser Relativverdrehung zwischen Stempel und Band 202 beispielsweise mittels eines Lagers entkoppelt, wobei der radial verlagerbare Stempel zur Beaufschlagung des Bandes 202 derselbe wie zur Beaufschlagung des Bandes 202a sein kann.

Die elektrische Versorgung des Elektromagneten 250 erfolgt über den Zuleitungskanal 250a, in dem entsprechende Versorgungs- und/oder Steuerleitungen geführt werden.

Ein weiterer Unterschied ist die Anordnung der Tilgermasse, die als radial erweitertes Scheibenteil 228 - hier nur teilweise dargestellt - nach radial außen geführt, radial außerhalb der Riemenscheiben 211 eine beispielsweise ringförmige Masse trägt und mit dem Steg 117 fest verbunden ist. Weiterhin kann das Gehäuse 220 einstückig ausgeführt sein und in Verbindung mit dem axialen Ansatz 212b der Riemenscheibe 212 und dem axialen Ansatz 217g" einen labyrinthartigen Verschluss 220a gegen eindringende Verschmutzung bilden. Weiterhin ist zu beachten, dass das Band 201a im Gegensatz zu dem unter Fig. 3 gezeigten Band 101a gehäuseseitig angebracht ist und einen Reibkontakt mit einer Gegeneingriffsfläche 206 am Hohlrad 218 ausbildet. Es versteht sich, dass die Bandfreiläufe mit ihren Bauteilen und Betätigungseinrichtungen im Sinne der Erfindung an den Teilen, die sie mittels eines Reibschlusses fest verbinden sollen, je nach Ausgestaltungsform angeordnet werden können. So können Gegenreibflächen am Innen- und/oder Außenumfang angeordnet sein, die Bänder können gehäusefest oder in einer drehenden Komponente vorgesehen sein, Betätigungseinrichtungen werden vorteilhafterweise gehäusefest angeordnet. Es versteht sich auch, dass weitere Betätigungseinrichtungen, beispielsweise hydraulischer oder hydropneumatischer Art, entsprechend vorteilhaft sein können. Weiterhin lassen sich in vorteilhafter Weise elektromagnetische, hydraulische, mechanische und mittels Fliehkraft betätigte Bandfreiläufe kombinieren.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegens tand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Antriebsstrang insbesondere für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Antriebs einheit wie Brennkraftmaschine mit einer Antriebswelle sowie mit zumindest einer mit der Antriebswelle in Wirkverbindung stehenden elektrischen Ma schine, die zumindest als Motor und als Generator eingesetzt wird, wobei die Wirkverbindung zwischen der elektrischen Maschine und der Antriebswelle zumindest zwei, von einem zumindest in Start- und Betriebsphase unterglie derten Betriebsmodus der elektrischen Maschine abhängige Übersetzungs stufen aufweist und die Übersetzungsstufen mittels eines Planetengetriebes, zumindest bestehend aus den Planetenkomponenten Sonnenrad, Steg mit zumindest einem Planetenrad und Hohlrad, eingestellt werden, dadurch ge kennzeichnet, dass die Übersetzungsstufen mittels zumindest eines Bandfreilaufs, bestehend aus einem fest mit einer ersten Komponente ver bundenen eine Reibfläche aufweisenden Band, wobei die Reibfläche in Reibeingriff mit einer Gegenreibfläche auf einer zu der ersten Komponente relativ verdrehbaren zweiten Komponente bringbar ist, geschaltet werden.

2. Antriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Planetenkomponenten mittels zumindest eines Bandfreilaufs miteinander oder zwei Planetenkomponenten miteinander wirkungsmäßig und eine Plane tenkomponente gehäusefest verbindbar ist, eine Planetenkomponente mit der Antriebswelle und eine Planetenkomponente mit der Elektromaschine wirkverbunden ist.

3. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass zwischen dem Steg und dem Sonnenrad ein erster und zwischen dem Gehäuse und dem Hohlrad ein zweiter Bandfreilauf schaltbar angeord net ist.

4. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band einen Reibbelag mit einer Reibfläche aufweist.

5. Antriebsstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbe lag über den Umfang segmentiert ist.

6. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Reibfläche gegenüber liegenden Oberfläche des Bandes ein Gleitmittel vorgesehen ist.

7. Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleit mittel ein Kunststoffbelag ist.

8. Antriebsstrang nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunst stoffbelag ein Fluorpolymer ist.

9. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band unter Vorspannung auf der Gegenreibfläche angeordnet ist.

10. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band unter Vorspannung so angeordnet ist, dass in einem Ruhe zustand kein Reibkontakt zur Gegenreibfläche aufgebaut wird.

11. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bandfreilauf mittels Fliehkraft geschaltet wird.

12. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bandfreilauf mittels eines Elektromagneten ge schaltet wird.

13. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander entgegengeschaltete Bandfreiläufe einen Schaltpunkt bei im Wesentlichen gleicher Drehzahl der Antriebswelle aufweisen, wobei ein Bandfreilauf im Kraftfluss zwischen dem Sonnenrad und dem Steg und der andere im Kraftfluss zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse angeordnet ist.

14. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Antriebswelle ein Massetilger verbunden ist.