DE4112215C1 - Starter for IC engine - has rotor driving engine via first clutch during starting and via second clutch during running - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine (Anlaßmodus) und zum Liefern elektrischer Energie während des Betriebes dieser Brennkraftmaschine (Lauf­ modus) nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Merkmalen.

Eine Vorrichtung dieser Art, die einer die Funktion der Licht­ maschine und des Anlassers vereinigenden Anlaßlichtmaschine gleichkommt, ist aus der US-PS 48 62 009 bekannt, bei der in einem gehäusefesten Stator ein mit einer Welle drehfest ver­ bundener Rotor umläuft. Die einerseits gehäuseseitig und ande­ rerseits kurbelwellenseitig gelagerte Rotorwelle ist zugleich mit einem Sonnenrad eines Planetengetriebes versehen, dessen mit den Planetenrädern zusammenwirkendes Hohlrad und der Pla­ netenradträger durch eine erste und zweite Kupplung miteinander verbindbar sind, derart, daß im Anlaßmodus die als Ein-Rich­ tungskupplung ausgebildete erste Kupplung eingerückt ist und das Hohlrad in Drehrichtung sperrt, während gleichzeitig die ebenfalls als Ein-Richtungskupplung ausgebildete zweite Kupp­ lung ausgerückt ist und somit den Planetenradträger frei drehen läßt. Im Laufmodus sind die Wirkungen der beiden Kupplungen umgekehrt, so daß sich ein starrer Verbund von der Kurbelwelle über das Planetengetriebe zum Rotor ergibt. Dabei ist der Au­ ßenring der eingerückten zweiten Kupplung über den Innenring der ausgerückten ersten Kupplung mit dem Hohlrad verriegelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß eine we­ sentlich kompaktere Bauweise bei gleichzeitiger Gewichtsredu­ zierung möglich ist und daß ferner auf eine Schmierung der re­ lativ zueinander beweglichen Teile der Vorrichtung verzichtet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Anordnung von Rotor und Planetengetriebe zum Schwungrad sowie dessen besondere Ausbildung ergibt sich eine äußerst schmale gedrängte und gewichtsvermindernde Bau­ weise der einerseits zum Anlassen und andererseits zur Strom­ erzeugung dienenden Vorrichtung.

Außerdem steht durch die besondere Ausbildung der ersten Kupp­ lung, bei der das Hohlrad Bestandteil dieser Kupplung ist, im Anlaßmodus lediglich das Hohlrad mit den Planetenrädern in Eingriff, während im Laufmodus das Hohlrad von den Planetenrä­ dern ausgerückt ist und somit im Generatorbetrieb nicht unnötig mit umläuft. Dadurch, daß keine Relativbewegung stattfindet, kann im Gegensatz zu der bekannten Ausführung gemäß der US-PS 48 62 009, bei der sich Außenring und Innenring der mit dem Hohlrad zusammenwirkenden ersten Kupplung relativ zueinander bewegen, die Schmierung entfallen.

Aus der US-PS 49 18 323 ist zwar eine Anlasservorrichtung zwi­ schen der brennkraftmaschinenseitigen Kurbelwelle und der Getriebewelle eines Schaltgetriebes bekannt, die jedoch kein Planetengetriebe enthält, vielmehr eine Schwungmasse bildende umlaufende Feldpole.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die obere Hälfte der kompakten Ausführung mit Planetengetriebe im Längsschnitt und

Fig. 2 die mit dem Hohlrad des Planetengetriebes ver­ bundene Gelenkgabel in Ansicht und in verklei­ nerter Darstellung.

Eine Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1, die zwischen einem nicht näher dargestellten Schaltgetriebe und der Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und in dem einen Fall zum Anlassen der Brennkraftmaschine und in dem anderen Fall zum Liefern elektrischer Energie während des Betriebes der Brenn­ kraftmaschine dient, besteht im wesentlichen aus einem gehäusefesten Stator 3 und einem Rotor 4 sowie aus einem Pla­ netengetriebe 5 und einem Schwungrad 6.

Das Schwungrad 6 setzt sich aus zwei Scheiben 7, 8 unterschied­ lichen Durchmessers, aus einer beide Scheiben verbindenden Ab­ standshülse 9 sowie aus einem Schwungradkranz 10 zusammen, der mit der durchmessermäßig größeren und getriebewellenseitig liegenden Scheibe 7 einteilig ausgebildet ist.

Beide Scheiben 7, 8 begrenzen einen Hohlraum 11, der als Auf­ nahmeraum für hineinragende Teile des Rotors 4 und des Pla­ netengetriebes 5 vorgesehen ist.

Das Planetengetriebe 5 umfaßt ein axial verschiebbares Hohlrad 12 sowie ein Sonnenrad 13 und Planetenräder 14, welche an der zugleich als Planetenradträger wirkenden kurbelwellenseitigen Scheibe 8 des Schwungrades 6 gelagert sind.

Das Hohlrad 12 ist auf einem gehäusefesten Führungsring 15 längsverschiebbar, jedoch drehfest gelagert und bildet ein Kupplungsteil einer ersten Kupplung 16. Eine gehäusefeste und drehgelagerte Gelenkgabel 17 ist mit dem Hohlrad 12 gelenkig verbunden, das mittels eines die Gelenkgabel 17 betätigenden elektrischen Einspurmotors (nicht dargestellt, da er demjenigen am üblichen Starter entspricht) gegen eine Feder 18 in die ge­ zeigte Einrücklage überführbar ist. Das Hohlrad 12 weist in Höhe seiner Mittelachse "x" gemäß Fig. 2 zwei nach radial außen ragende Gelenkbolzen 19, 20 auf, auf denen die freien Gabelenden 21, 22 der das Hohlrad 12 eng umgebenden Gelenkgabel 17 gelagert sind.

Der Rotor 4 umfaßt einen Rotorkranz 23, eine Lagerhülse 24, die zugleich Sonnenrad 13 ist, und eine den Rotorkranz 23 und die Lagerhülse 24 verbindende Rotorscheibe 25, die zum Rotorkranz 23 mittig angeordnet ist. Die Lagerhülse 24 ragt einseitig ab von der nah neben der Schwungradscheibe 7 verlaufenden Rotor­ scheibe 25 und ist über ein Wälzlager 26 auf der Abstandshülse 9 des Schwungrades 6 gelagert, das seinerseits durch Schrauben 27 mit der Kurbelwelle 2 fest verbunden ist.

Die Vorrichtung 1 enthält noch eine zweite Kupplung 28, die sich als fliehkraftgeregelter Freilauf zwischen dem Rotorkranz 23 und dem Schwungradkranz 10 befindet und im Laufmodus der Brennkraftmaschine den Generatorbetrieb bewirkt.

Mit 29 ist die Getriebewelle des Schaltgetriebes und mit 30 die Getriebekupplung bezeichnet.

Wirkungsweise

Im Anlaßmodus wird der Einspurmotor bestromt und die Gelenkga­ bel 17 geschwenkt, gleichzeitig rückt das auf dem Führungsring 15 längsverschiebbar gelagerte Hohlrad 12 gegen die Federkraft ein und steht somit in Eingriff mit den Planetenrädern 14. Der beim Anlassen initiierte Rotor 4 treibt über die am drehfesten Hohlrad 12 umlaufenden Planetenräder 14 und das Schwungrad 6 die Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine an.

Im Laufmodus bzw. nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine ab einer bestimmten Mindestdrehzahl, der Einspurmotor wird nicht mehr bestromt, schwenkt die Gelenkgabel 17 durch die Federkraft in ihre Ausgangslage zurück. Das Hohlrad 12 rückt dabei aus und steht somit außer Eingriff mit den Planetenrädern 14. Die Kur­ belwelle 2 treibt über das Schwungrad 6 und den fliehkraftgeregelten Freilauf den Rotor 4 an. Der zuvor im An­ laßmodus gegenüber dem Schwungrad 6 freilaufende Rotor 4 wird aufgrund der höheren Drehzahl des Schwungrades 6 im Laufmodus eingekuppelt. Die Vorrichtung 1 wirkt als Lichtmaschine. Bei dem vorliegenden Generatorbetrieb ist das Hohlrad 12 stillge­ setzt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Anlassen einer Brennkraftmaschine (Anlaß­ modus) und zum Liefern elektrischer Energie während des Be­ triebes dieser Brennkraftmaschine (Laufmodus), mit einem gehäusefesten Stator und einem Rotor sowie mit einem ein Hohl­ rad, Planetenräder und Sonnenrad umfassenden Planetengetriebe, dessen zugleich ein Schwungrad bildender Planetenradträger mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine fest verbunden ist, ferner mit einer ersten Kupplung, durch die im Anlaßmodus der initiierte Rotor über das Planetengetriebe die Kurbelwelle an­ treibt, und mit einer zweiten Kupplung, durch die im Laufmodus die Kurbelwelle über das Planetengetriebe den Rotor antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (6) in an sich bekannter Weise zwischen der Kurbelwelle (2) und der mit dieser zusammenwirkenden Getriebe­ welle (29) eines Schaltgetriebes angeordnet ist und aus zwei koaxial und mit Abstand zueinander liegenden Schwungradscheiben (7, 8) besteht, daß in den von diesen Schwungradscheiben (7, 8) begrenzten freien Raum der Rotor (4) und die Planetenräder (14) des Planetengetriebes (5) hineinragen, wobei dessen Hohlrad (12) zugleich Kupplungsteil der ersten Kupplung (16) ist und im Laufmodus mit den Planetenrädern (14) außer Eingriff steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungradscheiben (7, 8) durch eine Abstandshülse (9) fest miteinander verbunden sind, wobei die kurbelwellenseitige Schwungradscheibe (8) den Planetenradträger bildet und die getriebewellenseitige Schwungradscheibe (7) einen Schwungrad­ kranz (10) als Lager für die zweite Kupplung (28) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rotor (4) aus einem Rotorkranz (23), einer zu­ gleich als Sonnenrad (13) des Planetengetriebes (5) wirkenden Lagerhülse (24) und einer zum Rotorkranz (23) etwa mittig lie­ genden und diesen und die Lagerhülse (24) verbindenden Rotor­ scheibe (25) zusammensetzt und die Lagerhülse (24) auf der Ab­ standshülse (9) des Schwungrades (6) drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotorkranz (23) und dem Schwungradkranz (10) die zweite Kupplung (28) eingesetzt ist, die als fliehkraft­ geregelter Freilauf ausgebildet ist und im Laufmodus Schwungrad (6) und Rotor (4) verriegelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (16) durch eine schwenkbar ausgeführte Gelenkgabel (17) und das axial verschiebbare Hohlrad (12) ge­ bildet ist und das Hohlrad im Anlaßmodus mittels eines an der Gelenkgabel (17) angreifenden Einspurmotors in die Planetenrä­ der (14) eingerückt und im Laufmodus durch eine Feder (18) ausgerückt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (12) auf einem gehäusefesten Führungsring (15) längsverschiebbar gelagert ist und diametral angeordnete und nach radial außen ragende Lagerbolzen (19, 20) aufweist, auf denen die freien Gabelenden (21, 22) der das Hohlrad (12) etwa zur Hälfte umgebenden Gelenkgabel (17) gelagert sind.