DE102004008649B4 - Aggregatetriebsystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Aggregatetriebsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Riemen oder dergleichen und mit einem Startergenerator, der während des Betriebs der Brennkraftmaschine von einer Riemenscheibe oder dergleichen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer entsprechenden mit dem Startergenerator in Wirkverbindung stehenden Antriebsscheibe angetrieben wird, wobei zwischen der Antriebsscheibe und der Startergeneratorwelle eine Freilaufkupplung angeordnet ist, die beim Antrieb des Startergenerators durch die Brennkraftmaschine die Antriebsscheibe mit der Startergeneratorwelle verbindet und bei einem Antriebsmoment kleiner oder gleich Null die Verbindung freigibt, und wobei zumindest während des Startens der Brennkraftmaschine durch den Startergenerator die Freilaufkupplung durch eine schaltbare Kupplung überbrückt ist, die als elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung ausgebildet ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Eine im Oberbegriff angesprochene Freilaufkupplung zwischen der Antriebsscheibe und der Generatowelle ist aus der
JP H09-292 006 A - Derartige Freiläufe haben sich bewährt und sind, insbesondere dann, wenn größere Ungleichförmigkeiten auftreten, erwünscht.
- Soll aber der Generator durch einen Startergenerator ersetzt werden, der abgesehen von der Drehmomentaufnahme und dem Antrieb durch die Brennkraftmaschine im Generatorbetrieb auch in der Lage sein soll, Drehmoment und damit Antriebskraft zu erzeugen, um die Brennkraftmaschine zu starten, so ist dies in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen erwünschten Freilauf nicht möglich, da ja dann, wenn ein Drehmoment von der Startergeneratorwelle zu der Antriebsscheibe in derselben Drehrichtung übertragen werden soll, die Freilaufkupplung eine Drehmomentübertragung verhindert.
- Ein Aggregatetriebsystem mit einem Startergenerator der eingangs genannten Art ist aus der
US 6 048 288 A bekannt. Während des Startens der Brennkraftmaschine durch den Startergenerator wird die Freilaufkupplung durch eine elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung überbrückt. - Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aggregatetriebsystem so zu verbessern, dass trotz Verwendung eines Freilaufes ein Startergenerator zur Anwendung kommen kann, wobei dies kostengünstig erfolgen soll.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass zum Einkuppeln der Reibungskupplung die Kraft zumindest einer Feder zur Anwendung kommt und die elektromagnetische Kraft zum Lösen der Reibungskupplung der Federkraft entgegengerichtet ist.
- Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird von der Startergeneratorwelle das Drehmoment unter Umgehung der Freilaufkupplung durch die schaltbare Kupplung auf die Antriebsscheibe übertragen, so dass die Brennkraftmaschine durch den Startergenerator gestartet werden kann. Nach Starten der Brennkraftmaschine wird diese schaltbare Kupplung wieder gelöst bzw. ausgekuppelt, so dass der Antrieb des Startergenerators als Generator über die Freilaufkupplung erfolgen kann. Dadurch wird ein System zur Verfügung gestellt, das die Verwendung eines Startergenerators in Verbindung mit einem Freilauf im Antriebssystem ermöglicht.
- Die schaltbare Kupplung ist als elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung ausgebildet, wobei bekanntermaßen die elektromagnetische Kraft zum Gegeneinanderpressen der Reibelemente beim Einkuppeln der Reibungskupplung eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Elektromagnet ortsfest am Gehäuse des Startergenerators befestigt, der aufgrund seiner Magnetkraft zumindest zwei Reibelemente gegeneinanderpresst, wobei zumindest eines der Reibelemente mit der Antriebsscheibe und eines der Reibelemente mit der Startergeneratorwelle verbunden sind und diese axial gegeneinander verschiebbar sind. Wird nun der Elektromagnet bestromt, so wird die Reibungskupplung eingekuppelt und die Freilaufkupplung überbrückt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass nur während der Startphase der Elektromagnet bestromt wird und Energie verbraucht, während er nach dem Starten des Motors stromlos geschaltet wird.
- Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zum Einkuppeln die Kraft zumindest einer Feder eingesetzt wird und die elektromagnetische Kraft zum Lösen der Reibungskupplung der Federkraft entgegengerichtet ist.
- Ist in diesem Fall der Elektromagnet stromlos geschaltet, so ist die Kupplung über die Feder oder Federn eingerückt und die Reibelemente werden aneinander gepresst. Soll die Reibungskupplung ausgerückt werden, so wird der Elektromagnet bestromt, so dass die Reibelemente gelöst und die Kupplung ausgekuppelt wird. Dies bedeutet, dass während der üblichen Betriebsphase der Brennkraftmaschine der Magnet bestromt sein muss, um die Einsatzmöglichkeiten der Freilaufkupplung zu nutzen. Bei dieser Ausgestaltung besteht allerdings die Möglichkeit, dass bei geeigneter Abstimmung der Kräfte der Feder und insbesondere der entgegengerichteten elektromagnetischen Kraft, die Reibungskupplung als Dämpfungselement für die Freilaufkupplung genutzt werden kann. Dann wird die Reibungskupplung nicht ganz ausgekuppelt und nicht ganz eingekuppelt, so dass sie ein Dämpfungsmoment übertragen kann und insbesondere Schaltspitzen der Freilaufkupplung dämpfen kann.
- Je nach Größe der Brennkraftmaschine und erforderlichem Startmoment des Startergenerators kann es vorteilhaft sein, wenn die Reibungskupplung nicht mit Reibscheiben ausgerüstet, sondern als Konuskupplung ausgebildet ist, wobei die Reibelemente an ihren Berührflächen konisch ausgeführt sind. Dadurch ist es möglich, bei gleicher Anpresskraft auf die Reibungskupplung ein höheres Drehmoment zu übertragen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele eines Aggregatetriebs mit stromlos geöffneter Reibungskupplung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 eine skizzierte Seitenansicht eines Teils des Aggregatetriebs und des Startergenerators, -
2 einen Teilschnitt durch den Aggregatetrieb gemäß der Linie II-II in1 , -
3 einen Schnitt durch den Aggregatetrieb ähnlich2 mit modifizierter Reibungskupplung und -
4 eine Ansicht gemäß der Linie IV-IV in3 . - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
- In den
1 bis4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit1 ein Riemen bezeichnet, der Teil des Aggregatetriebsystems ist. Der Riemen1 steht mit einer nicht dargestellten Riemenscheibe auf der Kurbelwelle einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine in Wirkverbindung und kann daher Drehmoment übertragen. Der Riemen1 läuft auf einer Antriebsscheibe2 , die, nicht dargestellt, über eine Freilaufkupplung mit einer mit3 bezeichneten Startergeneratorwelle in Wirkverbindung steht. Die Startergeneratorwelle3 ist Teil eines mit4 bezeichneten Startergenerators, der, nicht dargestellt, an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die nicht dargestellte Freilaufkupplung ist so ausgebildet, dass sie Drehmoment von der Antriebsscheibe auf die Startergeneratorwelle übertragen kann, wenn der Startergenerator als Generator geschaltet ist und von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Wird kein Drehmoment übertragen beziehungsweise eilt die Startergeneratorwelle in Verbindung mit der Masse der rotierenden Teile im Startergenerator kurzfristig der Brennkraftmaschine voraus, so kuppelt die Freilaufkupplung aus und die Welle kann sich innerhalb der Antriebsscheibe drehen. - Weiterhin sind mit
5 Reibelemente bezeichnet, die als Scheiben ausgebildet sind, wobei ein Reibelement mit der Antriebsscheibe2 und ein Reibelement mit der Startergeneratorwelle3 verbunden ist. Zumindest eines der Reibelemente ist axial beweglich ausgeführt. Neben den Reibelementen5 ist ein Elektromagnet6 angeordnet, der an dem Startergenerator befestigt ist. Wird der Elektromagnet6 bestromt, so presst die elektromagnetische Kraft des Elektromagneten6 die Reibscheiben5 gegeneinander und stellt damit eine Drehverbindung zwischen der Antriebsscheibe2 und der Startergeneratorwelle3 her und überbrückt die Freilaufkupplung. - Die Reibelemente
5 und der Elektromagnet6 stellen daher eine mit7 bezeichnete elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung dar. - Zum Start der Brennkraftmaschine, dann, wenn der Startergenerator als Starter arbeitet und auf den Riemen
1 ein Drehmoment überträgt, wird der Elektromagnet6 bestromt und die Reibungskupplung7 eingekuppelt. - In dem Ausführungsbeispiel gemäß der
1 und2 ist die elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung7 zwischen dem Riemen1 mit der Antriebsscheibe2 und dem Startergenerator4 angeordnet. Dadurch kann der Riemen ohne Behinderungen leicht auf die Antriebsscheibe aufgelegt beziehungsweise abgenommen werden. Es stellt sich allerdings ein größerer axialer Bauraum ein. - Um den Bauraum zu verringern, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß der
3 und4 die Antriebsscheibe2 und der Riemen1 in den Bauraum des Elektromagneten6 integriert. Der Elektromagnet6 hat, wie der4 zu entnehmen ist, Aussparungen zur Aufnahme dieser Bauteile. - Durch diese Ausgestaltung gemäß der
3 und4 wird zwar der Bauraum verkürzt, es stellt sich allerdings der Nachteil ein, dass das Auflegen oder Abnehmen des Riemens1 auf oder von der Antriebsscheibe2 durch die Reibelemente5 der elektromagnetisch betätigten Reibungskupplung7 erschwert ist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Riemen
- 2
- Antriebsscheibe
- 3
- Startergeneratorwelle
- 4
- Startergenerator
- 5
- Reibelemente
- 6
- Elektromagnet
- 7
- Reibungskupplung (elektromagnetisch betätigt)
Claims (3)
- Aggregatetriebsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Riemen (
1 ) oder dergleichen und mit einem Startergenerator (4 ), der während des Betriebs der Brennkraftmaschine von einer Riemenscheibe oder dergleichen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer entsprechenden mit dem Startergenerator (4 ) in Wirkverbindung stehenden Antriebsscheibe (2 ) angetrieben wird, wobei zwischen der Antriebsscheibe (2 ) und der Startergeneratorwelle (3 ) eine Freilaufkupplung angeordnet ist, die beim Antrieb des Startergenerators (4 ) durch die Brennkraftmaschine die Antriebsscheibe (2 ) mit der Startergeneratorwelle (3 ) verbindet und bei einem Antriebsmoment kleiner oder gleich Null die Verbindung freigibt, und wobei zumindest während des Startens der Brennkraftmaschine durch den Startergenerator (4 ) die Freilaufkupplung durch eine schaltbare Kupplung überbrückt ist, die als elektromagnetisch betätigte Reibungskupplung (7 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einkuppeln der Reibungskupplung (7 ) die Kraft zumindest einer Feder zur Anwendung kommt und die elektromagnetische Kraft zum Lösen der Reibungskupplung (7 ) der Federkraft entgegengerichtet ist. - Aggregatetriebsystem für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder- und insbesondere die entgegengerichtete elektromagnetische Kraft während des Betriebs des Startergenerators (
4 ) als Generator so eingestellt sind, dass die Reibungskupplung (7 ) als Dämpfungselement für die Freilaufkupplung dient. - Aggregatetriebsystem für eine Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (
7 ) als Konuskupplung mit konisch, einander angepassten Reibelementen ausgebildet ist.
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- 2004-02-21 DE DE200410008649 patent/DE102004008649B4/de not_active Expired - Fee Related
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