DE102013012747A1 - Kraftfahrzeug mit Riemen-Starter-Generator und Riemenscheibe mit Einweg-Kupplung und schaltbarer Kupplung zwischen Riemen-Starter-Generator und Kurbelwelle - Google Patents

Kraftfahrzeug mit Riemen-Starter-Generator und Riemenscheibe mit Einweg-Kupplung und schaltbarer Kupplung zwischen Riemen-Starter-Generator und Kurbelwelle Download PDF

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    • F02N15/022Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch
    • F02N15/025Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the starter comprising an intermediate clutch of the friction type

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Riemen-Starter-Generator, mindestens einem Nebenaggregat, sowie einem Riementrieb zum Antreiben des Nebenaggregats durch den Riemen-Starter-Generator oder durch die Brennkraftmaschine, wobei der Riementrieb eine durch eine Einweg-Kupplung (4) mit einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine verbundene Riemenscheibe (1) sowie eine schaltbare Kupplung (3) umfasst. Damit im Stillstand der Brennkraftmaschine mit einfachen Mitteln ein Antrieb des Nebenaggregats durch den Riemen-Starter-Generator erzielt werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die schaltbare Kupplung (3) zwischen der Riemenscheibe (1) und der Kurbelwelle (2) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Riemen-Starter-Generatoren, die durch einen Riementrieb mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden sind, werden insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb eingesetzt. Die Riemen-Starter-Generatoren dienen einerseits im Start- oder Boost-Betrieb dazu, die Kurbelwelle über den Riementrieb anzudrehen, und werden andererseits im Generator- oder Rekuperations-Betrieb über den Riementrieb von der Brennkraftmaschine angetrieben, um einen Stromspeicher des Hybridantriebs aufzuladen und/oder elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit Strom zu versorgen. Darüber hinaus kann der Riementrieb zum Antreiben von mindestens einem Nebenaggregat des Kraftfahrzeugs genutzt werden, wie beispielsweise einem Klimakompressor, der im Generator- oder Rekuperations-Betrieb zusammen mit dem Riemen-Starter-Generator von der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
  • Vor allem bei Kraftfahrzeugen mit Start-Stopp-Automatik ist es jedoch auch erwünscht, bei abgestellter Brennkraftmaschine das Nebenaggregat durch den Riemen-Starter-Generator anzutreiben, zum Beispiel um es im Stadtverkehr bei höheren Umgebungstemperaturen zu ermöglichen, den Klimakompressor auch während der Stillstandszeiten der Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.
  • Zu diesem Zweck ist es aus der DE 10 2011 077 157 A1 bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bereits bekannt, eine Riemenscheibe in Form einer Nebenaggregat-Antriebsscheibe durch eine Einweg-Kupplung unidirektional mit der Kurbelwelle zu verbinden, die einen Planetenträger eines Planetengetriebes treibt, mit dem im Generator- oder Rekuperations-Betrieb bzw. im Start- oder Boost-Betrieb unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen dem treibenden Aggregat und dem angetriebenen Aggregat erzielt werden können. Bei dem bekannten Kraftfahrzeug ist das Sonnenrad des Planetengetriebes über eine weitere Einweg-Kupplung unidirektional mit einem Erdungselement verbunden, das über eine normalerweise geschlossene Reibungskupplung mit Masse verbunden ist. In einer dritten Betriebsart kann mit Hilfe einer zwischen dem Erdungselement und der Masse angeordneten schaltbaren elektromagnetischen Kupplung die normalerweise geschlossene Reibungskupplung geöffnet werden, um das Erdungselement aus der Verbindung mit der Masse zu lösen. Dadurch wird es ermöglicht, die Riemenscheibe durch den Riemen-Starter-Generator anzutreiben. Die dazu erforderliche Konstruktion ist jedoch relativ kompliziert.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass im Stillstand der Brennkraftmaschine ein Antrieb des Nebenaggregats durch den Riemen-Starter-Generator mit einfachen Mitteln erzielt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die schaltbare Kupplung zwischen der Riemenscheibe und der Kurbelwelle angeordnet ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Merkmalskombination lassen sich mit erheblich geringerem Aufwand ebenfalls drei verschiedene Betriebsarten erzielen, nämlich ein Start- oder Boost-Betrieb, in dem vom Riemen-Starter-Generator über den Riementrieb ein Antriebsmoment in die Kurbelwelle eingeleitet wird, ein Generator-Betrieb, in dem von der Brennkraftmaschine über den Riementrieb ein Antriebsmoment in den Riemen-Starter-Generator eingeleitet wird, sowie einen Stillstands-Betrieb, in dem vom Riemen-Starter-Generator im Stillstand der Brennkraftmaschine über den Riementrieb ein Antriebsmoment in das Nebenaggregat eingeleitet wird.
  • Bei dem Nebenaggregat handelte es sich vorzugsweise um einen Klimakompressor einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. Jedoch können mit dem Riementrieb zusätzlich auch weitere Nebenaggregate angetrieben werden, wie zum Beispiel eine Wasserpumpe. Der Riementrieb umfasst zweckmäßig einen gespannten Endlosriemen, der vorteilhaft als Keilrippenriemen ausgebildet ist.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die schaltbare Kupplung eine Magnetkupplung ist, da sich derartige Kupplungen bei Riementrieben zum Antreiben von Klimakompressoren in der Praxis bewährt haben. Außerdem gestatten Magnetkupplungen die Übertragung hoher Momente zwischen der Riemenscheibe und der Kurbelwelle und können auch bei hohen Drehzahldifferenzen geschaltet werden.
  • Die Magnetkupplung umfasst vorteilhaft eine stationäre Magnetspule, die sich zwischen einem stromlosen Zustand und einem erregten Zustand schalten lässt, sowie eine drehfest mit der Kurbelwelle verbundene Ankerplatte, die in einem axialen Abstand von der Riemenscheibe angeordnet ist, wenn sich die Magnetspule im stromlosen Zustand befindet, und die an die Riemenschreibe heran bewegt und mit der Riemenscheibe in Kupplungseingriff gebracht wird, wenn die Magnetspule erregt wird. Der Kupplungseingriff zwischen der Ankerplatte und der Riemenscheibe ist zweckmäßig ein reibschlüssiger Kupplungseingriff, der das Einrücken der Kupplung auch bei hohen Drehzahldifferenzen gestattet.
  • Um den für die Riemenscheibe und die beiden Kupplungen benötigte Bauraum gering zu halten, ist die Magnetspule zweckmäßig radial einwärts von einem hohlzylindrischen Umfangsteil der Riemenscheibe und radial auswärts von einem die Kurbelwelle umgebenden Nabenteil der Riemenscheibe angeordnet. Der benötigte Bauraum kann weiter dadurch verkleinert werden, dass die Ankerplatte als Ringscheibe allgemein parallel zu einem radialen Stegteil der Riemenscheibe ausgerichtet und entgegen der Kraft einer als Blattfeder ausgebildeten Rückstellfeder in Kupplungseingriff mit dem Stegteil der Riemenscheibe bewegt wird. Die Blattfeder ist vorteilhaft zwischen der Ringscheibe und einem drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Blattfederträger angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung vom Blattfederträger nach außen bis zur Ringscheibe.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ankerplatte und die Magnetspule bauraum- und konstruktionsbedingt auf entgegengesetzten Seiten des Stegteils der Riemenscheibe angeordnet und im stromlosen Zustand der Magnetspule durch einen Luftspalt vom Stegteil getrennt sind, während im erregten Zustand der Magnetspule das von dieser erzeugte Magnetfeld durch den Stegteil der Riemenscheibe hindurch auf die Ankerplatte einwirkt. Um dies zu ermöglichen besteht der Stegteil der Riemenscheibe aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus einem C15-Stahl.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Start- oder Boost-Betrieb die schaltbare Kupplung geschlossen und die Einweg-Kupplung offen, so dass die geschlossene schaltbare Kupplung die Kurbelwelle drehfest mit der Riemenscheibe verbindet. In diesem Fall erfolgt der Kraftfluss vom angetriebenen Riemen-Starter-Generator über den Endlosriemen des Riementriebs auf die Riemenscheibe, von der Riemenscheibe auf die Ankerplatte und von der Ankerplatte auf die Kurbelwelle, um entweder die Brennkraftmaschine im Start-Betrieb anzudrehen oder im Boost-Betrieb bei hohen Fahrleistungsanforderungen das Antriebsmoment von der Brennkraftmaschine ergänzt durch das Antriebsmoment des angetriebenen Riemen-Starter-Generators über die Kurbelwelle in einen Triebstrang des Kraftfahrzeugs einzuleiten. Das Nebenaggregat kann im Start- oder Boost-Betrieb entweder mit angetrieben werden, wenn die Riemenscheibe des Nebenaggregats drehfest mit einem Rotor des Nebenaggregats verbunden ist, zum Beispiel wenn es sich bei dem Nebenaggregat um eine Wasserpumpe handelt, die bei den vom Riemen-Starter-Generator erzeugten Drehzahlen nur eine sehr geringe Leistungsaufnahme hat. Alternativ kann jedoch auch eine weitere schaltbare Kupplung zwischen der Riemenscheibe des Nebenaggregats und dem Rotor des Nebenaggregats vorgesehen sein, so dass das Nebenaggregat im Start- oder Boost-Betrieb bei Bedarf vom Riementrieb getrennt oder abgekuppelt werden kann.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Generator-Betrieb die schaltbare Kupplung offen und die Einweg-Kupplung geschlossen ist, so dass die Riemenscheibe über die Einweg-Kupplung von der Kurbelwelle mitgenommen wird. In diesem Fall erfolgt der Kraftfluss von der Brennkraftmaschine über die Kurbelwelle und die Einweg-Kupplung auf die Riemenscheibe und von der Riemenscheibe über den Endlosriemen des Riementriebs zum Riemen-Starter-Generator, um diesen im Generator- oder Rekuperations-Betrieb zur Stromerzeugung anzutreiben. Darüber hinaus wird im Generator- oder Rekuperations-Betrieb, bei dem es sich um den Fahr- oder Normal-Betrieb des Kraftfahrzeugs handelt, auch das Nebenaggregat von der Brennkraftmaschine über die Riemenscheibe und den Riementrieb angetrieben.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind im Stillstands-Betrieb sowohl die schaltbare Kupplung als auch die Einweg-Kupplung offen, so dass die Riemenscheibe vom Riementrieb in Bezug zur stehenden Kurbelwelle frei gedreht werden kann und das Nebenaggregat ausschließlich vom Riemen-Starter-Generator angetrieben wird. In diesem Fall erfolgt der Kraftfluss vom Riemen-Starter-Generator über den Endlosriemen des Riementriebs direkt zum Nebenaggregat, während sich die von der Kurbelwelle entkoppelte Riemenscheibe ohne ein merkliches Verlustmoment frei mitdreht. Wenn das Nebenaggregat ein Klimakompressor ist, wird der Stillstands-Betrieb im Rahmen dieser Patentanmeldung auch als Standklimatisierungs-Betrieb bezeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Merkmalskombination gestattet es, beim Übergang vom Stillstands-Betrieb in den Start-Betrieb nicht nur den Drehimpuls des Riemen-Starter-Generators sondern auch den Drehimpuls des Nebenaggregats auszunutzen, um die Brennkraftmaschine dadurch schneller anzudrehen. Weiter ist es mit der erfindungsgemäßen Merkmalskombination im Start-Stopp-Betrieb schneller und geräuschärmer als mit einem herkömmlichen Ritzelstarter möglich, die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Abstellen wieder anzudrehen, da der zum Einspuren des Ritzels des Starters benötigte Zeitaufwand und die beim Einspuren des Ritzels erzeugten Geräusche entfallen. Demgegenüber kann mit der erfindungsgemäßen Merkmalskombination die Brennkraftmaschine unmittelbar nach dem Abstellen durch den im Stillstands-Betrieb weiterlaufenden Riemen-Starter-Generator wieder angedreht werden, indem die Magnetkupplung geschlossen wird, was sehr schnell möglich ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einweg-Kupplung eine Freilauf- oder Überholkupplung und vorzugsweise ein Klemmkörper-Freilauf ist, der eine Mehrzahl von Klemmkörpern umfasst und zweckmäßig zwischen einer drehfest auf die Kurbelwelle aufgesteckten Hohlwelle und dem Nabenteil der Riemenscheibe angeordnet ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine teilweise weg geschnittene Querschnittsansicht einer schaltbaren Riemenscheibe eines Riementriebs zwischen einem Riemen-Starter-Generator und einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine;
  • 2 eine teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht der Riemenscheibe zur Erläuterung eines Kraftflusses in einem Start- oder Boost-Betrieb;
  • 3 eine schematische Darstellung des Kraftflusses im Start- oder Boost-Betrieb;
  • 4 eine teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht der Riemenscheibe zur Erläuterung eines Kraftflusses in einem Normal- oder Generator-Betrieb;
  • 5 eine schematische Darstellung des Kraftflusses im Normal- oder Generator-Betrieb;
  • 6 eine teilweise weg geschnittene perspektivische Ansicht der Riemenscheibe zur Erläuterung eines Kraftflusses in einem Standklimatisierungs-Betrieb eines Klimakompressors des Kraftfahrzeugs;
  • 7 eine schematische Darstellung des Kraftflusses im Standklimatisierungs-Betrieb.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Riemenscheibe 1 ist Teil eines Riementriebs, der die Kurbelwelle 2 (nur schematisch dargestellt) einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Riemen-Starter-Generator (nicht dargestellt) und einem Klimakompressor (nicht dargestellt) verbindet.
  • Der Riementrieb umfasst einen Keilrippenriemen (nicht dargestellt), der die Riemenscheibe 1 der Kurbelwelle 2 mit einer Riemenscheibe (nicht dargestellt) des Riemen-Starter-Generators und einer Riemenscheibe (nicht dargestellt) des Klimakompressors verbindet. Die Riemenscheibe 1 ist zum einen durch eine schaltbare Magnetkupplung 3 und zum anderen durch eine Einweg-Kupplung 4 mit der Kurbelwelle 2 verbunden.
  • Der Klimakompressor ist Teil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, die in der Lage sein soll, ein gewünschtes Klima im Fahrgastraum auch während kürzerer Stillstandszeiten der Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten, zum Beispiel während Stopp-Phasen im Start-Stopp-Betrieb. Der Klimakompressor kann als Nebenaggregat über den Riementrieb wahlweise von der Brennkraftmaschine oder vom Riemen-Starter-Generator angetrieben werden.
  • Der Riemen-Starter-Generator dient dazu, die Brennkraftmaschine beim Start mit Hilfe des Riementriebs anzudrehen (Start-Betrieb). Weiter dient der Riemen-Starter-Generator dazu, bei hohen Fahrleistungsanforderungen ein zusätzliches Antriebsmoment zum Antriebsmoment der Brennkraftmaschine bereit zu stellen, um es zum Boosten über die Kurbelwelle 2 in einen Triebstrang des Kraftfahrzeugs einzuleiten (Boost-Betrieb). Die beiden Betriebsarten Start-Betrieb und Boost-Betrieb werden im Rahmen dieser Patentanmeldung auch zusammenfassend als Start- oder Boost-Betrieb bezeichnet. Außerdem dient der Riemen-Starter-Generator dazu, den Klimakompressor im Stillstand der Brennkraftmaschine anzutreiben (Standklimatisierungs-Betrieb). In den Betriebsarten Start-Betrieb, Boost-Betrieb und Standklimatisierungs-Betrieb arbeitet der Riemen-Starter-Generator im Motorbetrieb. Darüber hinaus dient der Riemen-Starter-Generator auch noch dazu, die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs mit Strom zu versorgen und die Batterie(n) des Kraftfahrzeugs aufzuladen (Generator- oder Rekuperations-Betrieb). In der Betriebsart Generator- oder Rekuperations-Betrieb wird der Riemen-Starter-Generator über den Riementrieb von der Brennkraftmaschine angetrieben.
  • Wie am besten in 1 dargestellt, besteht die aus Metall geformte Riemenscheibe 1 im Wesentlichen aus einem radial inneren allgemein hohlzylindrischen Nabenteil 5, einem radial äußeren allgemein hohlzylindrischen Umfangsteil 6 sowie einem allgemein radial ausgerichteten Stegteil 7, der benachbarte axiale Enden des Nabenteils 5 und des Umfangsteils 6 einstückig miteinander verbindet. Der Umfangsteil 6 und der Nabenteil 5 begrenzen einen ringförmigen Hohlraum 8, der an einer Seite durch den allgemein radialen Stegteil 7 verschlossen und an der entgegengesetzten Seite offen ist. Der Umfangsteil 6 ist an seinem äußeren Umfang mit V-förmigen Rillen 9 für den Keilrippenriemen versehen.
  • Die Magnetkupplung 3 umfasst eine innerhalb des Hohlraums 8 an einer Seite des Stegteils 7 angeordnete, zur Drehachse der Kurbelwelle 2 koaxiale Magnetspule 10, die über einen aus dem Hohlraum 8 überstehenden Magnetspulenträger 11 und einen Magnetspulenhalter 12 mit einem Gehäuse der Brennkraftmaschine verschraubt ist, so dass sich die Magnetspule 10 nicht mit der Riemenscheibe 1 mitdreht. Die Magnetspule 10 ist durch einen Luftspalt 13 vom Stegteil 7 der Riemenscheibe 1 getrennt und enthält eine ringförmige Wicklung 14.
  • Auf der entgegengesetzten Seite des Stegteils 7 außerhalb des Hohlraums 8 befindet sich eine Ankerplatte 15 aus einem ferromagnetischen Material, die bei geöffneter Magnetkupplung 3, d. h. in stromlosem Zustand der Wicklung 14, einen geringen axialen Abstand vom Stegteil 7 der Riemenscheibe 1 aufweist, so dass sie ebenfalls durch einen Luftspalt 16 von diesem getrennt ist. Wenn der Wicklung 14 Strom zugeführt wird, um die Magnetkupplung 3 zu schließen, wird von der Magnetspule 10 an der einen Seite des Stegteils 7 ein Magnetfeld erzeugt, das durch die Luftspalte 13, 16 und den aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Stegteil 7 der Riemenscheibe 1 hindurch eine magnetische Anziehungskraft auf die aus ferromagnetischem Blech bestehende Ankerplatte 15 ausübt. Durch diese magnetische Anziehungskraft wird die Ankerplatte 15 gegen die benachbarte Seite des Stegteils 7 gezogen und in reibschlüssigen Kupplungseingriff mit dem Stegteil 7 gebracht, so dass sie sich mit der Riemenscheibe 1 mitdreht. Eine Rückstellfeder in Form einer Blattfeder 17 sorgt dafür, dass sich die Ankerplatte 15 wieder aus dem Kupplungseingriff mit dem Stegteil 7 der Riemenscheibe 1 heraus bewegt, wenn zum Öffnen der Magnetkupplung 3 die Stromzufuhr zur Wicklung 14 unterbrochen wird.
  • Sowohl die durch Umformen aus Blech hergestellte Ankerplatte 15 als auch die Blattfeder 17 weisen die Form einer ebenen Ringscheibe auf, die in Bezug zur Drehachse der Kurbelwelle 2 und der Riemenscheibe 1 allgemein radial ausgerichtet sind. Der äußere Umfang der Blattfeder 17 ist zwischen zwei von außen her übereinander gebogenen Blechlagen der Ankerplatte 15 befestigt, während ihr innerer Umfang an einem ringförmigen Blattfederträger 18 befestigt ist.
  • Der Blattfederträger 18 ist mit Befestigungsschrauben 19 an einem ringförmigen Schraubflansch 20 befestigt, der durch eine Zentralschraube 21 drehfest mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist. Auf die Zentralschraube 21 ist eine Hohlwelle 22 aufgesteckt, dis sich gegen einen Torsionsschwingungsdämpfer 23 in Form eines Viscodämpfers abstützt, der mittels eines Sicherungsrings 25 axial unverschiebbar auf der Zentralschraube 23 gehalten wird. Der Schraubflansch 20 und die Hohlwelle 22 sind an ihren gegeneinander anliegenden Stirnenden mit einer Hirth-Verzahnung 24 versehen, so dass sich der Schraubflansch 20 und damit die Ankerplatte 15 mit der Kurbelwelle 2 mitdrehen. Die Zentralschraube 21 ist in eine zentrale Innengewindebohrung am Stirnende der Kurbelwelle 2 geschraubt und drückt den Schraubflansch 20 und die Hohlwelle 22 gegen den Torsionsschwingungsdämpfer 23.
  • In einem radialen Spalt 26 zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Hohlwelle 21 und einer inneren Umfangsfläche des Nabenteils 5 der Riemenscheibe 1 befinden sich zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Wälzlager 27, 28, mit denen die Riemenscheibe 1 in Bezug zur Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist, sowie die zwischen den Lagern 27, 28 angeordnete Einweg-Kupplung 4, welche die Riemenscheibe 1 mit der Kurbelwelle 2 verbindet.
  • Die Einweg-Kupplung 4 ist als Klemmkörper-Freilauf ohne Schaltfunktion ausgebildet und umfasst eine Reihe von beweglichen Klemmkörpern 29, die zwischen einem drehfest mit der Hohlwelle 21 verbundenen Innenring 30 und einem drehfest in den Nabenteil 5 eingesetzten Außenring 31 angeordnet sind.
  • Wie am besten in den 2 bis 7 dargestellt, ist die Einweg-Kupplung 4 so verbaut, dass sie in den Betriebsarten Start- oder Boost-Betrieb und Standklimatisierungs-Betrieb geöffnet ist, wenn der Antrieb der Riemenscheibe 1 von der Seite des Riemen-Starter-Generators her erfolgt, während sie in der Betriebsart Generator- oder Rekuperations-Betrieb geschlossen ist, wenn der Antrieb der Riemenscheibe 1 von der Seite der Kurbelwelle 2 her erfolgt.
  • Die 2 und 3 zeigen durch Pfeile den Kraftfluss im Start- oder Boost-Betrieb, in dem vom Riemen-Starter-Generator über den Riementrieb und die Riemenscheibe 1 ein Antriebsmoment auf die Kurbelwelle aufgebracht wird. In diesen Betriebsarten ist die Einweg-Kupplung 4 offen, während der Wicklung 14 der Magnetkupplung 3 Strom zugeführt wird, um die Magnetkupplung 3 geschlossen zu halten. Der Kraftfluss zwischen der Riemenscheibe 1 und der Kurbelwelle 2 erfolgt über die geschlossene Magnetkupplung 3.
  • Sobald die Drehzahl der Kurbelwelle 2 die Drehzahl der Riemenscheibe 1 übersteigt und somit die erstere die letztere „überholt”, treten die Klemmkörper 29 des Klemmkörper-Freilaufs in reibschlüssigen Eingriff mit dem Innen- und Außenring 30, 31, wodurch die Einweg-Kupplung 4 selbsttätig schließt. Gleichzeitig oder kurz danach wird die Stromzufuhr zur Magnetkupplung 3 unterbrochen. Die 4 und 5 zeigen durch Pfeile den Kraftfluss im anschließenden Generator- oder Rekuperations-Betrieb, in dem von der Brennkraftmaschine über die Kurbelwelle 2 und die Einweg-Kupplung 4 auf die Riemenscheibe 1 und von der Riemenscheibe 1 über den Riementrieb ein Antriebsmoment auf den Riemen-Starter-Generator aufgebracht wird, um diesen zur Stromerzeugung anzutreiben. In dieser Betriebsart ist die Einweg-Kupplung 4 geschlossen, während der Wicklung 14 der Magnetkupplung 3 kein Strom zugeführt wird, um die Magnetkupplung 3 offen zu halten. Der Kraftfluss zwischen der Kurbelwelle 2 und der Riemenscheibe 1 erfolgt über die geschlossene Einweg-Kupplung 4.
  • Die 6 und 7 zeigen durch Pfeile den Kraftfluss im Standklimatisierungs-Betrieb, in dem sich die Kurbelwelle 2 im Stillstand befindet und in dem vom Riemen-Starter-Generator über den Riementrieb und die Riemenscheibe 1 ein Antriebsmoment auf den Klimakompressor aufgebracht wird. Auch in dieser Betriebsart wird der Wicklung 14 der Magnetkupplung 3 kein Strom zugeführt, so dass sowohl die Magnetkupplung 3 und die Einweg-Kupplung 4 offen sind. Zwischen der Riemenscheibe 1 und der Kurbelwelle 2 werden daher keine Momente übertragen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Riemenscheibe
    2
    Kurbelwelle
    3
    Magnetkupplung
    4
    Einweg-Kupplung
    5
    Nabenteil
    6
    Umfangsteil
    7
    Stegteil
    8
    Hohlraum
    9
    Rillen
    10
    Magnetspule
    11
    Magnetspulenträger
    12
    Magnetspulenhalter
    13
    Luftspalt
    14
    Wicklung
    15
    Ankerplatte
    16
    Luftspalt
    17
    Blattfeder
    18
    Blattfederträger
    19
    Befestigungsschrauben
    20
    Schraubflansch
    21
    Zentralschraube
    22
    Hohlwelle
    23
    Torsionsschwingungsdämpfer
    24
    Hirth-Verzahnung
    25
    Sicherungsring
    26
    Spalt
    27
    Wälzlager
    28
    Wälzlager
    29
    Klemmkörper
    30
    Innenring
    31
    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 102011077157 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Riemen-Starter-Generator, mindestens einem Nebenaggregat, sowie einem Riementrieb zum Antreiben des Nebenaggregats durch den Riemen-Starter-Generator oder durch die Brennkraftmaschine, wobei der Riementrieb eine durch eine Einweg-Kupplung (4) mit einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine verbundene Riemenscheibe (1) sowie eine schaltbare Kupplung (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (3) zwischen der Riemenscheibe (1) und der Kurbelwelle (2) angeordnet ist.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Stillstands-Betrieb, in dem der Riemen-Starter-Generator das Nebenaggregat im Stillstand der Brennkraftmaschine antreibt, die schaltbare Kupplung (3) und die Einweg-Kupplung (4) offen sind, so dass sich die Riemenscheibe (1) frei gegenüber der stehenden Kurbelwelle (2) dreht.
  3. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Generator-Betrieb, in dem die Brennkraftmaschine den Riemen-Starter-Generator antreibt, die schaltbare Kupplung (3) offen und die Einweg-Kupplung (4) geschlossen ist, so dass die Riemenscheibe (1) über die geschlossene Einweg-Kupplung (4) von der Kurbelwelle (2) mitgenommen wird.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Start- oder Boost-Betrieb, in dem der Riemen-Starter-Generator die Brennkraftmaschine antreibt, die schaltbare Kupplung (3) geschlossen und die Einweg-Kupplung (4) offen ist, so dass die Kurbelwelle (2) durch die geschlossene schaltbare Kupplung (3) drehfest mit der Riemenscheibe (1) verbunden ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einweg-Kupplung (4) ein Klemmkörper-Freilauf ist.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (3) eine Magnetkupplung ist.
  7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (3) eine stationäre Magnetspule (10) und eine drehfest mit der Kurbelwelle (2) verbundene Ankerplatte (15) umfasst.
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (15) in stromlosem Zustand der Magnetspule (10) durch einen Luftspalt (16) von der Riemenscheibe (1) getrennt ist und in erregtem Zustand der Magnetspule (10) im Kupplungseingriff mit der Riemenscheibe (1) steht.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (15) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (17) in Kupplungseingriff mit der Riemenscheibe (1) bewegt wird.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (15) in reibschlüssigen Kupplungseingriff mit der Riemenscheibe (1) bewegt wird.
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