DE102011104144A1 - Kurbelwellenriemenscheibe - Google Patents

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DE102011104144A1
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crankshaft
crankshaft pulley
torque
clutch
pulley
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Withdrawn
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DE201110104144
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Inventor
Peter Greb
Dr. Mán Lászlo
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
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    • F16H3/48Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
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    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/36Pulleys

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Planetengetriebe. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Planetengetriebe in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer Kupplungseinrichtung kombiniert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Planetengetriebe.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 233 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftübertragungseinheit bekannt, die zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Freiläufe und ein Planetengetriebe aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kurbelwellenriemenscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Betriebsfunktionen und/oder den benötigten Bauraum, weiter zu optimieren.
  • Die Aufgabe ist bei einer Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf und einem Planetengetriebe, dadurch gelöst, dass das Planetengetriebe in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer Kupplungseinrichtung kombiniert ist. Durch die Kupplungseinrichtung können auf einfache Art und Weise unterschiedliche Betriebsarten, zum Beispiel eines Startergenerators und/oder eine Standklimatisierung, realisiert werden. Darüber hinaus ermöglicht die Kupplungseinrichtung ein Abkoppeln des Planetengetriebes in bestimmten Betriebszuständen, wie der Standklimatisierung.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Sonnenradkupplung umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen einer Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe und einem Sonnenrad des Planetengetriebes überträgt. Die Sonnenradkupplung kann, zum Beispiel durch eine Schiebemuffe, geöffnet und geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand überträgt die Sonnenradkupplung Drehmoment.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Planetenträgerkupplung umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen der Kurbelwelle und einem Planetenträger des Planetengetriebes überträgt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Planetenträgerkupplung umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen einem Axialschieber und einem Planetenträger des Planetengetriebes überträgt. Ein Hohlrad des Planetengetriebes ist vorzugsweise gehäusefest angebracht, zum Beispiel an einem Kurbelgehäuse befestigt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenradkupplung und die Planetenträgerkupplung über den Axialschieber betätigbar sind, der drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die Betätigung des Axialschiebers erfolgt vorzugsweise drehentkoppelt über einen gehäusefesten Axialaktor, zum Beispiel hydraulisch oder elektrisch. In einer Neutralstellung des Axialschiebers sind sowohl die Planetenträgerkupplung als auch die Sonnenradkupplung geöffnet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträgerkupplung und die Sonnenradkupplung eine Drehmomentübertragung durch Formschluss ermöglichen. Die beiden Kupplungen sind zum Beispiel als Klauenkupplungen ausgeführt. Durch den Axialschieber können beide Kupplungen geschlossen werden. Die beiden formschlüssigen Kupplungen werden vorzugsweise nicht zusammen, sondern nacheinander geschlossen. Die Sonnenradkupplung wird vorzugsweise vor der Planetenträgerkupplung geschlossen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen einer Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe und einem Sonnenrad des Planetengetriebes überträgt. Das Sonnenrad des Planetengetriebes kämmt mit Planetenrädern, die an einem Planetenträger drehbar gelagert sind. Die Planetenräder kämmen darüber hinaus mit einem Hohlrad, das vorzugsweise gehäusefest, zum Beispiel an einem Kurbelgehäuse, angebracht ist.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen feststehenden Spulenträger mit einer Spule zum Betätigen der Kupplung umfasst. Feststehend bedeutet, dass der Spulenträger relativ zu der Kurbelwellenriemenscheibe feststeht. Zu diesem Zweck ist der Spulenträger an einer Tragstruktur, zum Beispiel an einem Kurbelgehäuse, außerhalb der Kurbelwellenriemenscheibe befestigt. Der feststehende Spulenträger liefert den Vorteil, dass keine Drehdurchführung für die Spannungsversorgung der Spule benötigt wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Reibring umfasst, der relativ zu dem feststehenden Spulenträger drehbar gelagert und fest mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden ist. Der Reibring stellt einen ersten Reibpartner der Kupplung dar.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung einen Ankerring umfasst, der drehfest mit der Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe verbunden ist. Der Ankerring stellt einen zweiten Reibpartner der Kupplung dar.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kurbelwellenriemenscheibe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenriemenscheibe einen Getriebefreilauf und/oder einen Riemenscheibenfreilauf umfasst. Der Getriebefreilauf ist vorzugsweise zwischen der Kurbelwelle und dem Planetenträger des Planetengetriebes angeordnet. Der Riemenscheibenfreilauf ist vorzugsweise zwischen der Kurbelwelle und der Riemenspur der Kurbelwellenriemenscheibe angeordnet.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie er zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 233 A1 offenbart ist. Die darin beschriebene Kraftübertragungseinheit wird durch die erfindungsgemäße Kurbelwellenriemenscheibe ersetzt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
  • 1 eine stark vereinfachte Darstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Kurbelwellenriemenscheibe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 einen ähnlichen Antriebsstrang wie in 1 mit einer Kurbelwellenriemenscheibe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
  • 3 eine detaillierte Darstellung der Kurbelwellenriemenscheibe aus 2 im Längsschnitt.
  • In den 1 bis 3 ist eine Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen in verschiedenen Darstellungen gezeigt. Die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 umfasst eine Riemenscheibenspur 2; 42, die verkürzt auch als Riemenscheibe oder Riemenspur bezeichnet wird und zum Beispiel dazu dient, einen Riemen eines Riementriebs mit einem Riemenstartergenerator und/oder mindestens einem Nebenaggregat, wie einem Klimakompressor, zu koppeln. Die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 ist im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie er zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 233 A1 offenbart ist, an einer Kurbelwelle 4; 44 angebracht, die um eine Drehachse 5 drehbar ist.
  • In die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 ist ein Riemenscheibenfreilauf 6; 46 integriert. Der Riemenscheibenfreilauf 6; 46 ist zwischen der Riemenspur 2; 42 und der Kurbelwelle 4; 44 wirksam. Die Funktion des Riemenscheibenfreilaufs 6; 46 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die einzelnen Ausführungsbeispiele beschrieben.
  • In die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 ist des Weiteren ein Tilgermassenträger 7; 47 integriert. Der Tilgermassenträger 7; 47 ist fest mit der Kurbelwelle 4; 44 verbunden. Unter Zwischenschaltung einer Gummispur 8; 48 ist radial außen an dem Tilgermassenträger 7; 47 eine Tilgermasse 9; 49 angebracht. Die Tilgermasse 9; 49 stellt einen Kurbelwellentilger dar, der dazu dient, unerwünschte Drehmomentschwingungen, Drehmomentungleichförmigkeiten und/oder Drehmomentstöße der Kurbelwelle 14, 144 eines Verbrennungsmotors zu tilgen.
  • In die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 ist des Weiteren ein Planetengetriebe 10; 50 integriert. Das Planetengetriebe 10; 50 umfasst ein gehäusefestes Hohlrad 11; 51. Gehäusefest bedeutet feststehend. Mit dem Hohlrad 11; 51 kämmen Planetenräder 12; 52, die an einem Planetenträger 13; 53 drehbar gelagert sind. Die Planetenräder 12; 52 kämmen des Weiteren mit einem Sonnenrad 14; 54, das zusammen mit dem Hohlrad 11; 51, den Planetenrädern 12; 52 und dem Planetenträger 13; 53 in die Kurbelwellenriemenscheibe 1; 41 Integriert ist.
  • Die in 1 dargestellte Kurbelwellenriemenscheibe 1 umfasst eine Kupplungseinrichtung 20 mit einer Sonnenradkupplung 21 und einer Planetentragerkupplung 22. Die Kupplungseinrichtung 20 wird mit einem Axialschieber 24 betätigt. Der Axialschieber 24 wiederum wird durch einen Axialaktor 25 betätigt. Der Axialaktor 25 ist gehäusefest, zum Beispiel am Kurbelgehäuse, angebracht. Eine Aktorfeder 26 ist parallel zu dem Axialaktor 25 geschaltet.
  • Ein Innenring des Riemenscheibenfreilaufs 6 ist, zum Beispiel mittels einer Montageschraube, fest mit der Kurbelwelle 4 eines Verbrennungsmotors verbunden. Auf dem Innenring des Riemenscheibenfreilaufs 6 ist ein Außenring des Riemenscheibenfreilaufs 6, zum Beispiel mit Hilfe von Wälzlagereinrichtungen, drehbar gelagert. An dem Außenring des Riemenscheibenfreilaufs 6 ist die Riemenspur 2 befestigt.
  • Die Sonnenradkupplung 21 ist als Formschlusskupplung, zum Beispiel als Klauenkupplung, ausgeführt. Ein erster Kupplungspartner 31 der Sonnenradkupplung 21 ist fest mit der Riemenspur 2 verbunden. Ein zweiter Kupplungspartner 32 der Sonnenradkupplung 21 ist fest mit dem Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 10 verbunden. Die Sonnenradkupplung 21 wird durch eine Schiebemuffe geöffnet und geschlossen, die drehentkoppelt von dem Axialschieber 24 über diesen betätigt wird.
  • Am Axialschieber 24 ist ein erster Kupplungspartner 35 der formschlüssigen Planetenträgerkupplung 22 angebracht. Ein zweiter Kupplungspartner 36 der Planetenträgerkupplung 22 ist mit dem Planetenträger 13 verbunden. Die Betätigung der Planetenträgerkupplung 22 erfolgt ebenfalls über axiales Verschieben des Axialschiebers 24, der drehfest mit der Kurbelwelle 4 verbunden ist. Die Betätigung des Axialschiebers 24 erfolgt drehentkoppelt über den kurbelgehäusefesten Axialaktor 25. Durch die Aktorfeder 26 wird der Axialschieber 24 in einer Neutralstellung gehalten, in welcher beide Kupplungen 21, 22 offen sind, das heißt kein Drehmoment übertragen.
  • Wenn der Axialschieber 24 durch den Axialaktor 25 verschoben wird, dann spurt zunächst die Sonnenradkupplung 21 ein. Wenn zum Beispiel Formschlusselement auf Formschlusselement, insbesondere Zahn auf Zahn, steht, dann spurt die Sonnenradkupplung 21 erst dann ein, wenn vorher durch eine geringfügige Drehung der Riemenspur 2 eine Position angefahren wird, die ein Einspuren der Sonnenradkupplung 21 erlaubt.
  • Die Planetenträgerkupplung 22 spurt nach der Sonnenradkupplung 21 ein. Wenn bei der Planetenträgerkupplung 22 Zahn auf Zahn steht, dann spurt die Planetenträgerkupplung 22 erst dann ein, wenn vorher durch eine geringfügige Drehung des Planetenträgers 13, initiiert durch die Riemenspur 2, eine Position erreicht worden ist, die ein Einspuren der Planetenträgerkupplung 22 erlaubt.
  • Zum Starten des Verbrennungsmotors wird ein an der Riemenspur 2 angreifendes geringes Drehmoment über das Planetengetriebe 10 in ein relativ großes Drehmoment am Planetenträger 13 umgewandelt, das über die geschlossene Planetenträgerkupplung 22 auf die Kurbelwelle 4 übertragen wird. Aufgrund der größeren Drehzahl der Riemenspur 2 gegenüber dem Planetenträger 13 befindet sich der Riemenscheibenfreilauf 6 bei aktivem Planetengetriebe 10 im Überholbetrieb.
  • Nach dem Start des Verbrennungsmotors wird der Axialschieber 24 mittels des Axialaktors 25 in seine neutrale Position verfahren, in der beide Kupplungen 21, 22 geöffnet sind. Um eine Selbsthemmung der formschlüssigen Kupplungen 21, 22 zu vermeiden beziehungsweise die Aktorkräfte zum Betätigen gering zu halten, kann ein im Riementrieb angeordneter Startergenerator die Riemenspur 2 solange auf einer Synchrondrehzahl von Planetenträger 13 und Kurbelwelle 4 halten, bis beide Kupplungen 21, 22 ausgespurt sind, wobei ein fastfreier oder lastarmer Betrieb zum Kuppeln bevorzugt ist.
  • Nach dem öffnen der Kupplungen 21, 22 wird das Drehmoment der Kurbelwelle 4 über den in dieser Momentenrichtung schließenden Riemenscheibenfreilauf 6 bei positiven Momentenstößen auf die Riemenspur 2 übertragen, um den Riementrieb und einen darin angeordneten Generator anzutreiben. Bei negativen Momentenstößen kann der Riementrieb aufgrund seiner Trägheit durch den Riemenscheibenfreilauf 6 die Kurbelwelle 4 überholen, wodurch die Funktion der Riemenscheibendämpfung und Lebensdauererhöhung des Riemens und der daran angeschlossenen Aggregate sichergestellt ist.
  • Da das Planetengetriebe 10 durch die geöffneten Kupplungen 21, 22 vom Antrieb abgekoppelt ist, erfolgt keine Drehmomentübertragung auf den Planetenträger 13 oder auf das Sonnenrad 14, so dass das Planetengetriebe 10 nicht umläuft, das heißt nicht aktiv ist. Vibrationen oder unerwünschte Rasselgeräusche des entkoppelten Planetengetriebes werden durch eine entsprechende Dichtungs- und/oder Lagerreibung verhindert.
  • Die in 2 vereinfacht und in 3 detailliert dargestellte Kurbelwellenriemenscheibe 41 umfasst eine elektromagnetisch betätigte Kupplungseinrichtung 60 mit einem Spulenträger 61. Der Spulenträger 61 trägt einen Spulenkörper einer Spule 62. Der Spulenträger 61 wird auch als Joch der elektrisch beziehungsweise elektromagnetisch betätigten Kupplungseinrichtung 60 bezeichnet. Da sich der Spulenkörper der Spule 62 innerhalb des gehäusefesten Spulenträgers 61 befindet, kann eine Drehdurchführung zur Spannungsversorgung der Spule 62 entfallen.
  • Ein Reibring 63, der auch als Jochring bezeichnet wird, ist unter Ausbildung eines Luftspalts relativ zu dem feststehenden Spulenträger 61 drehbar. Der Luftspalt dient dazu, einen reibungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Dabei sollte der Luftspalt möglichst klein sein, um den elektrischen Fluss beim Betätigen der Kupplungseinrichtung 60 gut durchzuleiten. Der Reibring 63 ist fest mit dem Sonnenrad 54 verbunden und stellt einen ersten Reibpartner der Kupplungseinrichtung 60 dar.
  • Ein Ankerring 64 stellt einen zweiten Reibpartner der Kupplungseinrichtung 60 dar. Der Ankerring 64 ist mit Hilfe von Ankerfedern 65, die vorzugsweise als Blattfedern ausgeführt sind, drehfest mit der Riemenspur 42 verbunden. Durch die Ankerfedern 65 ist der Ankerring 64 von dem Reibring 63 weg vorgespannt, so dass die Kupplungseinrichtung 60 im unbestromten Zustand offen gehalten wird. Wenn die Spule 62 bestromt wird, dann wird der Ankerring 64 magnetisch so angezogen, dass er reibschlüssig mit dem Reibring 61 verbunden wird. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen der Riemenspur 42 und dem Sonnenrad 54 geschaffen.
  • Der Riemenscheibenfreilauf 46 ist vorzugsweise nicht fliehkraftabhebend ausgeführt. Ein ebenfalls in die Kurbelwellenriemenscheibe 41 integrierter Getriebefreilauf 68 ist demgegenüber vorteilhaft fliehkraftabhebend ausgeführt. Der Getriebefreilauf 68 muss vorzugsweise nur bei Startdrehzahlen der Kurbelwelle 44 aktiv sein. Durch die fliehkraftabhebende Ausführung des Getriebefreilaufs 68 können Reibungs- und/oder Schleppverluste bei höheren Drehzahlen minimiert werden.
  • Der Riemenscheibenfreilauf 46 umfasst einen Innenring 70, der mit Hilfe einer Montageschraube 71 fest mit der Kurbelwelle 44 des Verbrennungsmotors verbunden ist. Auf dem Innenring 70 ist mit Hilfe von zwei Wälzlagern 73, 74 ein Außenring 75 des Riemenscheibenfreilaufs 46 gelagert. Von dem Außenring 75 erstreckt sich ein radialer Flansch 76 radial nach außen, der fest mit einem weiteren radialen Flansch 77 verbunden ist, der sich von der Riemenspur 42 radial nach innen erstreckt.
  • An dem weiteren radialen Flansch 77 ist mit Hilfe von Nietverbindungselementen 78 und unter Zwischenschaltung der Ankerfedern 65 der Ankerring 64 drehfest, aber in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, angebracht.
  • Der Reibring 63 ist mit Hilfe einer Lagereinrichtung 79 drehbar gelagert. Die Lagereinrichtung 79 stützt sich an einem Tragelement 80 ab, das fest mit dem Hohlrad 51 verbunden ist. Das Hohlrad 51 wiederum ist fest mit dem Spulenträger 61 verbunden. Der Spulenträger 61 ist, wie man in 3 sieht, über ein Verbindungselement 81 fest an einem angedeuteten Kurbelgehäuse 82 angebracht.
  • Der Innenring 70 des Riemenscheibenfreilaufs 46 ist über den Verbindungskörper 72 und einen Flansch 83 fest mit einem Außenring 85 des Getriebefreilaufs 68 verbunden. Der Außenring 85 ist radial innen an dem Tilgermassenträger 47 ausgebildet. Ein Innenring 84 des Getriebefreilaufs 68 ist fest mit dem Planetenträger 53 verbunden.
  • Die Kupplungseinrichtung 60 muss im Betrieb der Kurbelwellenriemenscheibe 41 nur das Riemenscheibenmoment für den Startbetrieb übertragen können. Daher kann eine besonders kompakte Bauweise erzielt werden. Die durch das Planetengetriebe 50 erhöhten Momente werden am Hohlrad 51 gegen das Kurbelgehäuse 62 abgestützt und am Planetenträger 52 über den kompakt bauenden Getriebefreilauf 68 auf die Kurbelwelle 44 übertragen.
  • Der gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung konisch ausgestaltete Luftspalt zwischen dem Spulenträger 61 und dem Reibring 63 ermöglicht es, den auch als Joch bezeichneten Spulenträger 61 und den auch als Jochring bezeichneten Reibring 63 in radialer Richtung besonders klein auszuführen. Durch das Lager 79 können der Spulenträger 61 und der Reibring 63 genau relativ zueinander gelagert werden.
  • Zum Starten des Verbrennungsmotors wird die normalerweise durch die Ankerfedern 65 geöffnete Kupplungseinrichtung 60 über die Spule 62 bestromt und geschlossen. Dadurch wird das über den Startergenerator und den Riemen des Riementriebs auf die Riemenspur 42 aufgebrachte Drehmoment auf das Sonnenrad 54 des Planetengetriebes 50 übertragen. Da das Hohlrad 51 gehäusefest montiert ist, wird ein erhöhtes Drehmoment am Planetenträger 53 erzeugt. Der dadurch in Sperrrichtung gedrehte Getriebefreilauf 68 sperrt und überträgt das überhöhte Drehmoment zum Starten auf die Kurbelwelle 44. Der Riemenscheibenfreilauf 46 wird in diesem Betriebszustand überholt.
  • Nach dem Starten des Verbrennungsmotors wird die Bestromung der Spule 62 der Kupplungseinrichtung 60 unterbrochen. Durch die Vorspannung der Ankerfedern 65 wird die Kupplungseinrichtung 60 geöffnet, so dass kein Drehmoment mehr übertragen werden kann. Nun wird das Drehmoment der Kurbelwelle 44 über den in dieser Momentenrichtung schließenden Riemenscheibenfreilauf 46 bei positiven Momentenstößen auf die Riemenspur 42 übertragen, um den Riementrieb und den darin angeordneten Generator anzutreiben.
  • Bei negativen Momentenstößen kann der Riementrieb aufgrund seiner Trägheit durch den Riemenscheibenfreilauf 46 die Kurbelwelle 44 überholen, wodurch die Funktion der Riemenscheibendämpfung und einer Lebensdauererhöhung des Riemens und der daran angeschlossenen Aggregate dargestellt werden kann.
  • Wenn die Kupplungseinrichtung 60 nicht bestromt, das heißt geöffnet ist, dann ist das Planetengetriebe 50 am Sonnenrad 54 von der Riemenspur 42 entkoppelt. Bei geringen Drehzahlen befindet sich der Getriebefreilauf 68 im Überholbetrieb. Bei hohen Drehzahlen hebt der Getriebefreilauf fliehkraftbedingt ab. Dadurch wird der Planetenträger 53 von der Kurbelwelle 44 entkoppelt. Demzufolge erfolgt bei hohen Drehzahlen keine Drehmomentübertragung auf den Planetenträger 53, so dass das Planetengetriebe 50 nicht umläuft. Unerwünschte Vibrationen und/oder Rasselgeräusche des entkoppelten Planetengetriebes 50 werden durch entsprechende Dichtungs- und Lagerreibung verhindert.
  • Bei stehendem Verbrennungsmotor und nicht bestromter Kupplungseinrichtung 60 kann sich die Riemenspur 2 in eine Richtung frei verdrehen, da der Riemenscheibenfreilauf 46 überholen kann. Dadurch kann der Startergenerator bei stehender Kurbelwelle 44 einen am Riementrieb angeschlossenen Klimakompressor antreiben, wodurch die Funktion Standklimatisierung dargestellt wird.
  • Soll der Verbrennungsmotor während der Standklimatisierung gestartet werden, so wird bei rotierender Riemenspur 42 die reibschlüssige Kupplungseinrichtung 60 über die Spule 62 bestromt und geschlossen. Dadurch wird der Verbrennungsmotor gestartet. Ein Abbremsen der Riemenspur 42 zum Schließen der Kupplungseinrichtung 60 ist nicht erforderlich. Ein weiterer Betriebszustand, der auch als change of mind bezeichnet wird und ein Abstellen des Verbrennungsmotors und Wiederstarten desselben beinhaltet, bevor die Kurbelwelle 44 zum Stillstand gekommen ist, ist somit auch darstellbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kurbelwellenriemenscheibe
    2
    Riemenspur
    4
    Kurbelwelle
    5
    Drehachse
    6
    Riemenscheibenfreilauf
    7
    Tilgermassenträger
    8
    Gummispur
    9
    Tilgermasse
    10
    Planetengetriebe
    11
    Hohlrad
    12
    Planetenräder
    13
    Planetenträger
    14
    Sonnenrad
    20
    Kupplungseinrichtung
    21
    Sonnenradkupplung
    22
    Planetenträgerkupplung
    24
    Axialschieber
    25
    Axialaktor
    26
    Axialfeder
    31
    erster Kupplungspartner
    32
    zweiter Kupplungspartner
    35
    erster Kupplungspartner
    36
    zweiter Kupplungspartner
    41
    Kurbelwellenriemenscheibe
    42
    Riemenspur
    44
    Kurbelwelle
    46
    Riemenscheibenfreilauf
    47
    Tilgermassenträger
    48
    Gummispur
    49
    Tilgermasse
    50
    Planetengetriebe
    51
    Hohlrad
    52
    Planetenräder
    53
    Planetenträger
    54
    Sonnenrad
    60
    Kupplungseinrichtung
    61
    Spulenträger
    62
    Spule
    63
    Reibring
    64
    Ankerring
    65
    Ankerfeder
    68
    Getriebefreilauf
    70
    Innenring
    71
    Montageschraube
    72
    Verbindungskörper
    73
    Wälzlager
    74
    Wälzlager
    75
    Außenring
    76
    radialer Flansch
    77
    radialer Flansch
    78
    Nietverbindungselement
    79
    Lagereinrichtung
    80
    Tragelement
    81
    Spulenträger
    82
    Kurbelgehäuse
    83
    Flansch
    84
    Innenring
    85
    Außenring
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007021233 A1 [0002, 0015, 0020]

Claims (10)

  1. Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle (4; 44) und einem Riementrieb, mit mindestens einem Freilauf (6; 46; 68) und einem Planetengetriebe (10; 50), dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (10; 50) in der Kurbelwellenriemenscheibe (1; 41) mit einer Kupplungseinrichtung (20; 60) kombiniert ist.
  2. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (20) eine Sonnenradkupplung (21) umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen einer Riemenspur (2) der Kurbelwellenriemenscheibe (1) und einem Sonnenrad (14) des Planetengetriebes (10) überträgt.
  3. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (20) eine Planetenträgerkupplung (22) umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen der Kurbelwelle (4, 44) und einem Planetenträger (13) des Planetengetriebes (10) überträgt.
  4. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment mittels eines Axialschiebers (24) zwischen der Kurbelwelle (4, 44) und dem Planetenträger (13) übertragbar ist.
  5. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenradkupplung (21) und die Planetenträgerkupplung (22) über den Axialschieber (24) betätigbar sind, der drehfest mit der Kurbelwelle (4) verbunden ist.
  6. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenträgerkupplung (22) und die Sonnenradkupplung (21) eine Drehmomentübertragung durch Formschluss ermöglichen.
  7. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (60) eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung umfasst, die in einer Drehmomentübertragungsstellung ein Drehmoment zwischen einer Riemenspur (42) der Kurbelwellenriemenscheibe (44) und einem Sonnenrad (54) des Planetengetriebes (50) überträgt.
  8. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (60) einen feststehenden Spulenträger (61) mit einer Spule (62) zum Betätigen der Kupplung (60) umfasst.
  9. Kurbelwellenriemenscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (60) einen Reibring (63) umfasst, der relativ zu dem feststehenden Spulenträger (61) drehbar gelagert und fest mit dem Sonnenrad (54) des Planetengetriebes (50) verbunden ist.
  10. Kurbelwellenriemenscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenriemenscheibe (1; 41) einen Getriebefreilauf (68) und/oder einen Riemenscheibenfreilauf (6; 46) umfasst.
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