EP1220987A1

EP1220987A1 - Vorrichtung zum kuppeln mindestens eines nebenaggregats mit einem hauptaggregat

Info

Publication number: EP1220987A1
Application number: EP01940127A
Authority: EP
Inventors: Klaus-Peter Schnelle; Stefan Tumback
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2002-07-10
Also published as: JP2003530515A; AU7383001A; WO2001077520A1; ZA200110075B; BR0105789A; ATE329150T1; DE10191351D2; MXPA01012529A

Description

Vorrichtung zum Kuppeln mindestens eines Nebenaggregats mit einem Hauptaggregat

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln von zumindest einem Nebenaggregat mit einem Hauptaggregat, insbesondere eines Startergenerators mit einer Brennkraftmaschine, gemäß der Gattung des unabhängigen Anspruchs .

Vorrichtungen zum Kuppeln von Nebenaggregaten mit einem Hauptaggregat sind bereits bekannt aus der DE 196 13 291 AI. Die bekannte Vorrichtung weist ein Planetengetriebe mit einem Sonnenrad auf, das mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist. Um das Sonnenrad herum sind Planetenräder angeordnet, deren Achsen mit einer Riemenscheibe fest verbunden sind. Die Planetenräder wälzen auf einem Hohlrad ab, das mit einer Kupplungsvorrichtung verbunden ist. Diese Kupplungsvorrichtung weist zwei Schaltstufen auf, wobei in einer ersten Schaltstufe das Hohlrad mit den Planetenrädern drehfest verbindbar ist. In einer zweiten Schaltstufe ist das Hohlrad über die Kupplungsvorrichtung mit einem ortsfesten Rahmen verbindbar. Die Kupplungsvorrichtung ist mittels eines Elektromagneten schaltbar. In der ersten Stellung, in der der Elektromagnet nicht bestromt ist, ist das Hohlrad mit den Planetenradern fest gekuppelt. In der zweiten Schaltposition ist das Hohlrad mit dem Rahmen fest verbunden.

Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass die Antriebswelle der Brennkraftmaschine immer mit dem Riementrieb gekoppelt ist. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn bei Stillstand der Brennkraftmaschine durch einen motorisch betriebenen Startergenerator ein Nebenaggregat über einen gemeinsamen Riementrieb angetrieben werden soll. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist, dass zum Verstellen der Übersetzung des Planetengetriebes in jedem Fall ein aktives Schaltelement, hier eine Magnetkupplung, notwendig ist. Hinzu kommt, dass die Vorrichtung von außen verstellt werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass zum aktiven Umschalten der Magnetkupplung eine standige Bestromung notwendig ist und demzufolge zusatzlich Energie aufgewendet werden muss.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs ist es möglich, bei gemeinsamem Riementrieb zwischen Startergenerator, Brennkraftmaschine und einem weiteren Nebenaggregat dieses trotz Stillstand der Brennkraftmaschine anzutreiben, ohne dass auf die Brennkraftmaschine beziehungsweise das Hauptaggregat ein Moment übertragen wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, von einem motorisch betriebenen Nebenaggregat wie dem Startergenerator über das Rad der erfindungsgemaßen Vorrichtung ein Drehmoment beispielsweise auf einen Klimakompressor zu übertragen, ohne dabei auf das Hauptaggregat beziehungsweise dessen Antriebswelle ein Moment zu übertragen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Hauptaggregat ausgeschaltet ist, sich also dessen Antriebswelle nicht dreht. Dies ist dann der Fall, wenn ein Fahrzeug mit einem stillstehenden Hauptaggregat weiterhin mit einem mechanisch angetriebenen Klimakompressor klimatisiert werden soll.

Durch die in den Unteranspruchen aufgeführten Merkmale sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach dem Hauptanspruch möglich.

Ist der Planetentrager mit einer Antriebswelle der

Brennkraftmaschine drehfest verbunden, ergibt sich das Übersetzungsverhältnis von eins zwischen der Antriebswelle und dem Rad beziehungsweise der Riemenscheibe, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Antriebswelle einen generatorisch arbeitenden Startergenerator über die Riemenscheibe antreibt.

Andererseits ergibt sich durch Umschaltung des Planetengetriebes die Möglichkeit, bei motorisch betriebenem Startergenerator ein besonders hohes Moment auf die Antriebswelle zu übertragen.

Ist das Hohlrad als Zwischenring ausgebildet, ergibt sich die Möglichkeit an diesem eine zweite Kupplung anzuordnen, wodurch der Zwischenring weitere Funktionen übernimmt. Dadurch, dass der Zwischenring einerseits ein Teil der ersten Kupplung und gleichzeitig ein Teil des Planetengetriebes darstellt und andererseits ein Teil einer zweiten Kupplung ist, ist es möglich, die Übersetzung der Vorrichtung zwischen Riemenscheibe und Antriebswelle je nach Momentenwirkung an der Riemenscheibe umzuschalten.

Insbesondere dann, wenn über das Rad beziehungsweise die Riemenscheibe ein Antriebsmoment auf die Antriebswelle beziehungsweise die Kurbelwelle wirkt, ergibt sich eine hohe Untersetzung, so dass die Momentenwirkung auf die Antriebswelle beziehungsweise auf die Kurbelwelle sehr hoch ist. Treibt dagegen die Antriebswelle den generatorisch arbeitenden Startergenerator über die Riemenscheibe an, wird der Startergenerator mit dem Übersetzungsverhältnis Eins angetrieben. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn die erste Kupplung und die zweite Kupplung die gleichen Sperrichtungen haben.

Es ist von Vorteil, wenn die zweite Kupplung von der ersten Kupplung unabhängig schaltbar ist, da die Kupplungen dadurch voneinander unabhängig auslegbar sind.

Wird durch Offnen der zweiten Kupplung die starre Verbindung des Zwischenrings mit einem ortsfesten Teil aufgehoben, hat es den Vorteil, dass bei nicht angetriebenem

Hauptaggregat beziehungsweise Brennkraftmaschine, das heißt bei unbeweglichem Planetentrager, über das Rad beziehungsweise die Riemenscheibe und damit über das Sonnenrad kein Moment auf das Hauptaggregat abgegeben wird. Das Rad beziehungsweise die Riemenscheibe wird dann nur als Umlenkrolle verwendet. Es kann dadurch vorteilhafterweise ein mechanisch angetriebener Klimakompressor auch wahrend eines Fahrzeugstillstands bei nicht angetriebenem Hauptaggregat beziehungsweise Brennkraftmaschine erfolgen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der drehende Außenring bei nicht drehendem Planetentrager und drehendem Sonnenrad durch eine Bremse abbremsbar ist. Wird bei angetriebenem Rad, das heißt angetriebenem Sonnenrad der Außenring abgebremst, ist ein Drehimpuls auf die Kurbelwelle übertragbar und dadurch ein sogenannter Impulsstart der Brennkraftmaschine möglich. Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend in mehreren Ausfuhrungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine erste Anordnung eines Hauptaggregats mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung und zwei Nebenaggregaten, Figur 2, Figur 3 und 4 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemaßen Vorrichtung,

Figur 5 und Figur 6 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemaßen Vorrichtung, Figur 7, Figur 8 und Figur 9 ein drittes Ausfuhrungsbeispiel, Figur 10 ein viertes Ausfuhrungsbeispiel, Figur 11 ein fünftes Ausfuhrungsbeispiel, Fig. 12 ein sechstes Ausfuhrungsbeispiel in einem Längsschnitt und Fig. 13 das sechste Ausfuhrungsbeispiel in einem Querschnitt gemäß der Linie XIII-XIII aus Figur 12,

Figur 14 und Figur 15 ein siebtes Ausfuhrungsbeispiel, Figur 16 und Figur 16A ein achtes Ausfuhrungsbeispiel, Figur 17 und Figur 18 ein neuntes Ausfuhrungsbeispiel, Figur 19 und Figur 19A ein letzte Ausfuhrungsbeispiel, Figur 20A und Figur 20B Einzelheiten zum Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 19,

Figur 21 eine zweite Anordnung eines Hauptaggregats mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung und zwei Nebenaggregaten.

eine zweite Anordnung des Hauptaggregats mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung und zwei Nebenaggregaten mit einem Zahnradantrieb. Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele

Identische beziehungsweise gleichwirkende Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Figur 1 zeigt eine Anordnung eines Hauptaggregats 20 in einer Ausfuhrung als Brennkraftmaschine. Das Hauptaggregat 20 hat eine Antriebswelle 23, die mit einer Vorrichtung 26 verbunden ist. Die Vorrichtung 26 ist mittels eines Getriebes 27 mit einem Nebenaggregat 32, ausgeführt als sogenannter Startergenerator verbunden. Das Getriebe 27 ist als Zugmittelgetriebe ausgeführt. Weiterhin wird über das Zugmittel 29 als weiteres Nebenaggregat ein Klimakompressor 35 angetrieben.

Figur 2 zeigt die prinzipielle Ansicht der Vorrichtung 26 in einem ersten Ausfuhrungsbeispiel. Die Vorrichtung 26 hat ein Planetengetriebe 38 mit einem Sonnenrad 41, Planetenradern 44, einem Planetentrager 47 und einem Hohlrad 50. Das Hohlrad 50 ist durch eine erste Kupplung 53 mit dem

Sonnenrad 41 kuppelbar. Die Kupplung 53 ist als Freilauf ausgeführt. Die Kupplung 53 lasst eine Relativdrehung des Sonnenrads 41 gegenüber dem Hohlrad 50 in einer ersten Drehrichtung zu, in einer zweiten Drehrichtung sperrt die Kupplung 53, eine Relativdrehung ist in der zweiten

Drehrichtung nicht möglich. Die Relativdrehung in der zweiten Drehrichtung wird durch Klemmkorper 54 verhindert. Das Hohlrad 50 ist durch eine zweite Kupplung 56 feststellbar, die von der ersten Kupplung 53 unabhängig schaltbar ist. Dazu greift im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ein Stift 57 in eine Nut 58 im Hohlrad 50 ein. Im dargestellten Beispiel wird die zweite Kupplung 56 durch den Stift 57 blockiert. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn ein als Kaltstart definierter Start erfolgen soll. Eine Kaltstartsteuerung sieht dann ein Feststellen des Hohlrades 50 durch die zweite Kupplung 56 vor (äußere Bedingung) .

Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung 26. Zum besseren Verständnis sind je zwei Klemmkorper 54 und je zwei Planetenrader 44 in die Zeichenebene gedreht. Die Antriebswelle 23 ist mit dem Planetentrager 47 drehfest verbunden. Der Planetentrager 47 weist drei Achszapfen 59 auf, siehe auch Figur 2, auf denen die Planetenrader 44 drehbar gelagert sind. Ein Zwischenring 62 ist derart ausgebildet, dass er einerseits als Hohlrad 50 und andererseits als Außenring 65 der ersten Kupplung wirkt. Die Antriebswelle 23 hat einen Wellenzapfen 68, auf dem eine Nabe 71 drehbar gelagert ist. Die Nabe 71 hat einen ersten axialen Abschnitt 74, der den Planetenradern 44 als

Sonnenrad 41 dient. Ein zweiter axialer Abschnitt 77 der Nabe 71 dient als Innenring 80 der ersten Kupplung 53. Die erste Kupplung 53 wird gebildet aus dem Außenring 65, Klemmkorpern 54 und dem Innenring 80. An die Nabe 71 schließt ein scheibenförmiger Bereich 86 an, an den ein im wesentlichen zylindrischer Abschnitt 89 anschließt. Der im wesentlichen zylindrische Abschnitt 89 bildet mit dem scheibenförmigen Bereich 86 und der Nabe 71 ein Rad 92, das als Riemenscheibe für den Riemen 29 dient. Das Rad 92 ist dadurch mit einem Getriebeteil des Planetengetriebes 38 verbunden. Der Zwischenring 62 und damit das Hohlrad 50 ist durch die Kupplung 56 mittels des Stifts 57 und der Nut 58 feststellbar. Die Kupplung 56 ist an einem Außenteil, dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, befestigt.

Ist der Zwischenring 62, wie in Figur 2 und Figur 3 dargestellt, nicht verriegelt, und wird das Rad 92, beziehungsweise das Sonnenrad 41, wie in Figur 2 dargestellt entgegen dem Uhrzeigersinn, das heißt in eine erste Drehrichtung gedreht, und wird die Antriebswelle 23 aufgrund eines äußeren Drehwiderstands blockiert, so ermöglicht die erste Kupplung 53 einerseits eine Relativdrehung zwischen Sonnenrad 41 und Hohlrad 50 und andererseits dreht sich das Hohlrad 50. Der Planetentrager 47 dreht sich nicht. Die Planetenrader 44 übertragen die Drehbewegung des Sonnenrads 43 auf das Hohlrad. Im Fall der geöffneten Kupplung 56 wirkt unter idealisierten Annahmen, das heißt ohne Beschleunigung und ohne Reibung kein Drehmoment auf die Antriebswelle 23. Ein kleines und unbedeutendes Drehmoment tritt nur bei Reibung und bei Beschleunigung der Drehmassen auf. Dies bedeutet in Bezug auf Figur 1, dass das als Motor arbeitende Nebenaggregat 32 die Vorrichtung 26 beziehungsweise das Rad 92 als Umlenkrolle benutzt und nur den Klimakompressor 35 antreibt, ohne das Hauptaggregat 20 beziehungsweise die Brennkraftmaschine anzudrehen. Diese Anordnung beziehungsweise diese Stellung der zweiten Kupplung 56 eignet sich insbesondere dann, wenn das Hauptaggregat 20 nicht in Betrieb ist, aber dennoch ein Klimakompressor 35 angetrieben werden soll. Dieser Fall tritt dann auf, wenn bei energiesparenden Fahrzeugen, die mit einem solchen

Hauptaggregat 20 beziehungsweise einer Anordnung nach Figur 1 ausgestattet sind, die Brennkraftmaschine nicht angetrieben ist, aber dennoch eine Fahrzeugmnenraumklimatisierung erfolgen soll.

Die in Figur 4 dargestellte Vorrichtung 26 ist nunmehr durch die zweite Kupplung 56, beziehungsweise deren Zwischenring 62 und Hohlrad 50, festgestellt. Wird in diesem Fall das Rad 92 durch das Nebenaggregat 32 im Motorbetrieb, das heißt als Starter, angetrieben, so treibt das Sonnenrad 41 die

Planetenrader 44 an, die auf dem festgestellten Hohlrad 50 abwälzen. Gleichzeitig wird der Planetentrager 47 m der ersten Drehrichtung bewegt. Dadurch, dass der Planetentrager 47 mit der Antriebswelle 23 drehfest verbunden ist, wird ein Drehmoment auf die Antriebswelle 23 bewirkt. Ist das Hauptaggregat 20 eine Brennkraftmaschine und die Antriebswelle 23 beispielsweise eine Kurbelwelle, so wird dadurch ein Andrehen der Brennkraftmaschine ermöglicht. Die erste Kupplung 53 ist dabei geöffnet. Das Planetengetriebe 38 bewirkt bei festgehaltenem Hohlrad 50 eine Übersetzung, die zu einer Verstärkung des Drehmoments fuhrt, was für den Start des Verbrennungsmotors sehr vorteilhaft ist.

Andererseits wird in dieser Stellung auch ermöglicht, dass die Brennkraftmaschine über den Planetentrager 47 die Planetenrader 44 antreibt und dadurch das Sonnenrad 41 beziehungsweise das Rad 92. Damit ist durch den mittels der Kupplung 56 festgestellten ersten Außenring 65 auch ein generatorischer Betrieb des Nebenaggregats 32 möglich. Auch hier dreht der Freilauf 53; die hohe Übersetzung führt dazu, dass sich das Rad 92 schneller als die Antriebswelle 23 dreht. Damit kann das Nebenaggregat 32 auch bei kleinen Drehzahlen des Verbrennungsmotors eine hohe elektrische Leistung abgeben, was durch seine eigene hohe Drehzahl bedingt ist. Dies geht aber nur bei einer aktiv schaltbaren Kupplung 56, nicht bei einer Freilaufkupplung 56, Figur 7.

In Figur 5 ist das zweite Ausfuhrungsbeispiel dargestellt. In diesem zweiten Ausfuhrungsbeispiel ist die zweite Kupplung 56 eine Bremse 95. Wird, wie in Figur 5 dargestellt, bei ungebremstem Hohlrad 50 beziehungsweise Zwischenring 62 das Rad 92 durch das Nebenaggregat 32 im motorischen Betrieb angetrieben, so kann bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine wiederum ein Klimakompressor 35, siehe auch Figur 1 betrieben werden. In diesem Fall ist die

Funktion die gleiche wie die zu Figur 2 beschriebene. Ist vorgesehen, bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine, motorischem Betrieb des Nebenaggregats 32 und geöffneter Bremse 95 die Vorrichtung 26 zu betreiben (Standklimatisierung) , wird kein für ein Andrehen nutzbares Drehmoment an die Antriebswelle 23 abgegeben. Aufgrund dieser äußeren Bedingung bleibt die Bremse unbetatigt. Wird aufgrund einer äußeren Bedingung (Startwunsch) die Bremse 95 betätigt, das heißt, wird auf den Zwischenring 62 eine zunehmende Bremskraft ausgeübt, so verandern sich die kinematischen Verhaltnisse. Das weiterhin in der ersten Drehrichtung drehende Sonnenrad 41 bewirkt nicht nur eine Rotationsbewegung der Planetenrader 44, sondern bei auf den Zwischenring 62 wirkender Bremskraft und damit abgebremstem Hohlrad 50 auch eine Rotation des Planetentragers 47 in der ersten Drehrichtung, Figur 6. Je starker die Bremswirkung auf den Zwischenring 62 ist, desto schneller dreht sich schließlich der Planetentrager 47 in der ersten Drehrichtung um. Erreicht das über dem Planetentrager 47 abgegebene Drehmoment und die Drehzahl des Planetentragers 47 eine minimale Anlassdrehzahl der Brennkraftmaschine, so ist es möglich die Brennkraftmaschine dadurch anzudrehen. Je schneller die Bremse 95 ein Stillstehen des Hohlrades 50 beziehungsweise des Zwischenrings 62 erreicht, desto besser kann die Schwungenergie des Nebenaggregats 32 für den Start beziehungsweise einen Impulsstart der Brennkraftmaschine genutzt werden.

In Figur 7 ist ein prinzipieller Querschnitt des dritten Ausfuhrungsbeispiels gezeigt. Dieses dritte

Ausfuhrungsbeispiel weist, wie die Ausfuhrungsbeispiele zuvor, ein Sonnenrad 41, Planetenrader 44, einen Planetentrager 47 und ein Hohlrad 50 beziehungsweise einen Zwischenring 62 auf. Zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Zwischenring 62 wirkt die erste Kupplung 53. Die erste

Kupplung 53 verhindert wiederum ein Drehen des Zwischenrings 62 gegenüber dem Sonnenrad 41 in der ersten Drehrichtung. In Abwandlung der bisherigen Ausfuhrungsbeispiele ist der Zwischenring 62 ein Innenring 98 der zweiten Kupplung 56. Die zweite Kupplung 56 ist ebenfalls von der ersten Kupplung 20

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53 unabhängig schaltbar. Ein zweiter Außenring 101 ist drehfest mit einem Außenteil, hier wiederum dem Kurbeigehause verbunden. Die zweite Kupplung 56 ist derart zwischen dem zweiten Außenring 101 und dem Zwischenring 62 angeordnet, dass der Zwischenring 62 in der ersten

Drehrichtung gegenüber dem zweiten Außenring 101 verdrehbar ist. Entsprechend der ersten Kupplung 53 verhindern die Klemmkorper 54 ein Drehen des Innenrings 98 in der zweiten Drehrichtung gegenüber dem zweiten Außenring 101. Bei sonst unveränderter Anordnung, siehe auch Figur 1, lauft ein Generatorbetrieb wie folgt ab:

Die Antriebswelle 23, die mit dem Planetentrager 47 verbunden ist, treibt diesen in der ersten Drehrichtung an, Figur 8. Aufgrund der Momenten- beziehungsweise

Kraftverhaltnisse in der ersten Kupplung 53, sperrt diese erste Kupplung 53. Dies bedeutet, dass das Sonnenrad 41 mit dem Planetentrager 47 und dem Zwischenring 62 beziehungsweise dem ersten Außenring 65 als Block umlauft, das heißt, das Sonnenrad 41 läuft mit der gleichen Drehzahl wie der Planetentrager 47 um. Dagegen ermöglicht die zweite Kupplung 56 ein Drehen des zweiten Innenrings 98 beziehungsweise des Zwischenrings 62 in der ersten Drehrichtung aufgrund der kinematischen Verhaltnisse (innere Bedingung) . Durch das drehende Sonnenrad 41 wird das Rad 92 mitgenommen und dadurch das Nebenaggregat 32 generatorisch betrieben. Durch den Zugmitteltrieb wird auch der Klimakompressor 35 betrieben. Das Drehzahlverhaltnis zwischen Antriebswelle 23 beziehungsweise Kurbelwelle und Rad 92 ist hierbei 1.

Ist mit dem dritten Ausfuhrungsbeispiel ein Starterbetrieb vorgesehen, siehe auch Figur 9, so wird das Sonnenrad 41 vom Nebenaggregat 32 in der ersten Drehrichtung motorisch angetrieben. Durch den Drehwiderstand des Planetentragers 47, der mit der beharrenden Antriebswelle 23 verbunden ist, dreht sich der Planetentrager 47 nach Überwinden des Losbrechmoments des Hauptaggregats 20 beziehungsweise der Brennkraftmaschine mit gegenüber dem Sonnenrad 41 verminderter Drehgeschwindigkeit um. Aufgrund der Kraft- und Momentenverhaltnisse ermöglicht die erste Kupplung 53 ein Verdrehen des Sonnenrads 41 in der ersten Drehrichtung. Dagegen sperrt aufgrund der kinematischen Verhaltnisse (innere Bedingung) die zweite Kupplung 56 in der zweiten Drehrichtung, das heißt entgegen der ersten Drehrichtung, so dass der Zwischenring 62 festgehalten wird, siehe auch Figur 9.

Das vierte Ausfuhrungsbeispiel, eine Abwandlung des dritten Ausfuhrungsbeispiels, weist als Unterschied gegenüber dem dritten Ausfuhrungsbeispiel auf, dass der zweite Außenring 101 gegenüber der Umgebung, das heißt gegenüber dem Kurbeigehause der Brennkraftmaschine zunächst nicht festgesetzt ist, siehe auch Figur 10. Vielmehr ist der zweite Außenring 101 als Außenteil durch eine dritte

Kupplung 104 in der Ausfuhrung als Blockierhebel mit der ortsfesten Umgebung kuppelbar. Treibt bei diesem vierten Ausfuhrungsbeispiel das Nebenaggregat 32 das Rad 92 bei stillstehendem Hauptaggregat 20 beziehungsweise stillstehender Brennkraftmaschine an, zum Beispiel wie nach Figur 1, so wird bei geöffneter dritter Kupplung der Klimakompressor 35 betrieben. Das Sonnenrad 41, getrieben durch das Nebenaggregat 32, lauft dabei in der ersten Drehrichtung um. Der Planetentrager 47, festgehalten durch die unbewegte Antriebswelle 23, bleibt ebenfalls unbewegt. Durch die drehenden Planetenrader 44 dreht sich der Zwischenring 62 in der zweiten Drehrichtung, und nimmt über die sperrende zweite Kupplung 56 den zweiten Außenring 101 mit. Dadurch ist auch bei nicht angetriebenem Hauptaggregat 20 beziehungsweise nicht drehender Antriebswelle 23 ein Antrieb des Klimakompressors 35 möglich.

Halt die dritte Kupplung 104 durch Eingriff des Blockierhebels in die Nut 58 den zweiten Außenring 101 fest, so liegen die gleichen, bereits beschriebenen kinematischen Verhaltnisse wie beim dritten Ausfuhrungsbeispiel vor.

Das fünfte Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 11 weist anstatt einer dritten Kupplung 104 in Form eines Blockierhebels eine dritte Kupplung 104 in Form einer Bremse auf. Ist die Kupplung 104 geöffnet, das heißt bewirkt sie kein Bremsmoment auf den zweiten Außenring 101, liegen die gleichen kinematischen Verhältnisse wie beim vierten Ausfuhrungsbeispiel bei nicht in die Nut 58 eingreifendem Blockierhebel vor. Treibt nach dem fünften Ausführungsbeispiel das Nebenaggregat 32 das Rad 92 bei zunächst geöffneter Kupplung 104 an, so wird keine Mitnahme der Antriebswelle 23 über den Planetentrager 47 bewirkt. Wird dagegen die Kupplung 104 an den zweiten Außenring 101 mit zunehmender Kraft angelegt, so wird der Planetentrager 47 und dadurch die Antriebswelle 23 bei sperrender zweiter Kupplung zunehmend beschleunigt. Dadurch wird zusatzlich der Drehimpuls des Nebenaggregats 32 über das Rad 92 auf den Planetentrager 47 und damit auf die Antriebswelle 23 übertragen und dadurch für ein Andrehen des Hauptaggregats 20 beziehungsweise der Brennkraftmaschine diese hochgerissen, das heißt sehr stark drehbeschleunigt.

Zur Verbesserung der Vorrichtung 26 ist es darüber hinaus möglich, zwischen der Antriebswelle 23 und dem Planetentrager 47 Dampfungsmittel 107 zur

Schwingungsdampfung, siehe auch Figur 3, einzubringen. Auch mit dem Dampfungsmittel 107 wird die Verbindung zwischen der Antriebswelle 23 und dem Planetentrager 47 als drehfest angesehen .

In Fig. 12 ist ein sechstes Ausfuhrungsbeispiel in einem Längsschnitt dargestellt. Die Antriebswelle 23 des

Hauptaggregats 20 weist ein zylinderringartig ausgebildetes Antriebswellenende 110 auf, auf dessen zylindrischen Außenumfang 113 ein Lager 116 angeordnet ist. Das Lager 116 stutzt an seinem Außenumfang das Hohlrad 50, das hier einen Außenring 65 bildet. In eine Stirnseite der Antriebswelle 23 sind die Achszapfen 59 für die Planetenrader 44 befestigt. Die Planetenrader 44 kämmen mit ihrer Verzahnung mit der Verzahnung des Hohlrades 50. In einer hohlzylmdrischen Ausnehmung 121 ist die erste Kupplung 53 in Form einer Freilaufkupplung angeordnet. Sowohl die Planetenrader 44 als auch die erste Kupplung 53 wirken mit einem Wellenzapfen 124 des Rades 92 zusammen. Dazu weist der Wellenzapfen 124 den ersten axialen Abschnitt 74 auf, der als Sonnenrad 41 ausgebildet ist und mit den Planetenradern 44 zusammenwirkt. Der zweite axiale Abschnitt 77 wirkt als Innenring 80 mit der ersten Kupplung zusammen. Das Hohlrad 50 hat eine zylindrische Außenseite 127, die als Reibzylinder 130 für die als Reibungskupplung 133 ausgebildete zweite Kupplung 56 wirkt. Die Reibungskupplung 133 ist hier als Reibbrandbremse ausgebildet, dessen Reibband 139 auf dem Reibzylinder 130 anlegbar ist. In Fig. 12 ist das Reibungsband 139 zum besseren Verständnis in die Zeichenebene gedreht, um seine Lage auf dem Reibzylinder 130 zu verdeutlichen. Auf erforderliche Einzelheiten der zweiten Kupplung wird zu Fig. 13 eingegangen.

In Fig. 13 wird die Funktion der zweiten Kupplung 56 naher erläutert. Die Darstellung ist dazu lediglich auf den Reibzylinder 130 mit dem Reibungsband 139 und der zweiten Kupplung 56 beschrankt. Die erste Kupplung 53 ist abweichend von der tatsachlichen Lage in der Vorrichtung 26 aus Verstandlichkeitsgrunden in den Vordergrund geruckt dargestellt, um die Wirkung zwischen dem Planetentrager 47 und dem Sonnenrad 41 zu verdeutlichen. Die Reibungskupplung 133 besteht dem Prinzip nach aus dem Reibungsband 139, dass über zwei Gelenke 142 und 143 mit einem ersten Glied 146 einer Viergelenkkette 149 verbunden ist. Die Viergelenkkette 149 weist neben dem ersten Glied 146 zwei zweite Glieder 152 auf, die an einem dritten ortsfesten Glied 155 drehbar befestigt sind. Darüber hinaus weist die zweite Kupplung 56 ein Stellglied 158 auf, dass für eine erzwungene Lageveranderung des ersten Gliedes 146 verantwortlich ist. Das Stellglied 158 bewirkt mittels eines nicht dargestellten Elements die Lageanderung des ersten Gliedes.

Ist vorgesehen, ein Hauptaggregat 20 ausgeführt als Brennkraftmaschine mittels des Nebenaggregats 32 ausgeführt als Startergenerator zu starten (äußere Bedingung) , so treibt das Nebenaggregat 32 über das Getriebe 27 das Sonnenrad 41 in der ersten Drehrichtung (linksdrehend) an. Die Antriebswelle 23 und damit auch der Planetentrager 47 drehen sich zunächst nicht. Die Reibungskuppung 133 und damit das erste Glied 146 sind so eingestellt, dass ein Drehen des Hohlrades 50 in der zweiten Drehrichtung (rechtsdrehend) nicht ermöglicht wird. Dies fuhrt aufgrund der kinematischen Verhaltnisse im Planetengetriebe dazu, dass das Sonnenrad 41 die sich am Hohlrad 50 abstutzenden Planetenrader 44 antreibt, wodurch der Planetentrager 47 eine Drehung in der ersten Drehrichtung durchfuhrt. Durch den losdrehenden Planetentrager 47 beginnt die Kurbelwelle bzw. Antriebswelle 23 zu drehen, wodurch die Brennkraftmaschine bzw. das Hauptaggregat 20 angedreht wird. Die Freilaufkupplung bzw. erste Kupplung 53 ermöglicht dabei eine Relativdrehung zwischen Sonnenrad 41 und Planetentrager 47. Gegenüber der Winkelgeschwindigkeit des Rades 92 stellt sich dabei eine circa auf ein Drittel reduzierte Winkelgeschwindigkeit des Planetentragers 47 ein. Das an der Antriebswelle 23 wirkende Drehmoment wird dadurch auf das circa Dreifache erhöht.

Geht das Hauptaggregat 20 bzw. die Brennkraftmaschine in den Selbstlauf über, so bewirkt diese über die Antriebswelle 23 und den mit dieser verbundenen Planetentrager 47 einen Kraftrichtungswechsel zwischen den Planetenradern 44 und dem Hohlrad 50, so dass das Reibungsband 139 vom Reibzylinder 130 derart abhebt, dass keine Bremswirkung mehr vorhanden ist. Gleichzeitig nimmt der Planetentrager 47 bzw. das Antriebswellenende 110 über seine zylindrische Innenflache und ber die erste Kupplung 53 und über den zweiten axialen Abschnitt 77 das Sonnenrad 41 mit und treibt damit über das Rad 92 bzw. dessen zylindrischen Abschnitt 89 schließlich das Nebenaggregat 32 und damit den Startergenerator an, so dass dieser generatorisch betrieben werden kann. Die zweite Kupplung 56 ist dabei offen.

Bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine bzw. des Hauptaggregats 20 kann es sinnvoll sein, die Stromabgabe des als Startergenerator ausgeführten Nebenaggregats 32 zu erhohen. Dazu ist es bei dieser Anordnung möglich, durch einfaches Umschalten des ersten Gliedes 46 durch das

Stellglied 158 und damit das Verlagern des ersten Gliedes 146 nach links die zweite Kupplung 56 wieder zu schließen. Dabei wird bei Antrieb durch die Antriebswelle 23 bzw. den Planetentrager 47 das Hohlrad 50 blockiert, so dass die Planetenrader 47 das Sonnenrad 41 mit erhöhter

Winkelgeschwindigkeit (ca. dreifach) antreiben. Über das Rad 92 und das Getriebe 27 wird dabei der Startergenerator als Nebenaggregat 32 mit erhöhter Drehzahl betrieben, so dass dieser in der Lage ist, im generatorischen Betrieb mehr Strom abzugeben. Nimmt die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu, so darf im Betrieb mit der hohen Ubersetzungsstufe das Nebenaggregat 32 bzw. der Startergenerator nicht überlastet werden. Durch die hohe Ubersetzungsstufe wäre es theoretisch möglich einem Laufer des Startergenerators so hohe Drehzahlen aufzuzwingen, dass dieser unter einer Fliehkraftbelastung zerstört wurde. Dies muss verhindert werden. In diesem Zusammenhang muss die hohe Ubersetzungsstufe rechtzeitig in die niedrige Ubersetzungsstufe umgeschaltet werden. Das

Stellglied 158 ist dazu kinematisch nicht in der Lage, dies ist nur durch einen Drehmomentenwechsel am Sonnenrad 41 möglich. Dies bedeutet, dass vor dem Umschalten von der hohen Ubersetzungsstufe in die niedrige Ubersetzungsstufe der Startergenerator kurzzeitig motorisch betrieben werden muss, um über die Planetenrader 44 am Hohlrad 50 eine Drehmomentenanderung einzuleiten, dadurch ein Losen des Reibungsbandes 139 zu ermöglichen und gleichzeitig mittels des Stellgliedes 158 das erste Glied 146 zunächst in eine neutrale Stellung zu bringen. Um dann schließlich eine niedrige Übersetzung zu erreichen, muss wahrend des kurzzeitigen motorischen Betriebes des Nebenaggregats 32 das erste Glied 146 in die Position gekippt werden, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist. Dann fuhrt das Anlegen des Reibungsbandes 139 unter gleichzeitiger Antriebswirkung des Nebenaggregats 32 dazu, dass das Hohlrad 50 angehalten wird. Ist dieser Umschaltvorgang eingeleitet, und ein sicheres Schließen der zweiten Kupplung 56 möglich, so kann das Nebenaggregat 32 wieder in den generatorischen Betrieb umgeschaltet werden. Nachdem die zweite Kupplung 56 geschlossen ist, wird das Nebenaggregat 32 nunmehr mit der niedrigen Übersetzung angetrieben.

Ist ein Fahrzeug beispielsweise mit einer sogenannten Start- Stopp-Automatik ausgestattet, so ist es möglich mit dieser Vorrichtung auch eine sogenannte Standklimatisierung zu erreichen, wie dies bereits an Hand der vorstehenden Beispiele erläutert wurde. Bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine treibt das Nebenaggregat 32 bei geöffneter Reibungskupplung 133 bzw. zweiter Kupplung 56 einen beispielsweise ebenso riemengetriebenen Klimakompressor an, wodurch die Standklimatisierung erreicht wird. Das Hohlrad 50 lauft dabei ungehindert um. Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Fig. 12 und Fig. 13 ist ebenso ein sogenannter Impulsstart einer Brennkraftmaschine möglich.

Dazu wird wie bereits zuvor das Nebenaggregat 32 als Antrieb verwendet. Die Reibungskupplung ist dabei zunächst geöffnet, das Reibungsband 139 liegt nicht an. Das Sonnenrad 41 wird über das Nebenaggregat 32 angetrieben, über den unbeweglichen Planetentrager 47 wird das Hohlrad 50 in

Drehung versetzt (zweite Drehrichtung). Das Nebenaggregat 32 drehbeschleunigt bis zu geeigneten höheren Drehzahlen, so dass der ganze Antriebstrang zwischen Nebenaggregat 32 bis hin zum Hohlrad 50 genügend kinetische Energie hat, um nach dem Schließen der Reibungskupplung 133 über das auf dem Planetentrager 47 schließlich bewirkte Drehmoment die Brennkraftmaschine anzudrehen. Das erste Glied 146 nimmt dabei die Position ein, die in Fig. 13 dargestellt ist, also eine etwas leicht nach rechts verschobene Position.

Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel ist in Fig. 14 dargestellt. Dieses Ausfuhrungsbeispiel stellt eine Variante ausgehend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 dar. Wahrend die zweite Kupplung 56 aus Fig. 7 unabhängig von der Drehbeschleunigung des Zwischenrings 62 ist, sperrt die zweite Kupplung 56 im Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 14 abhangig von der Drehbeschleunigung des Zwischenrings 62. Die Klemmkorper 54 sind dazu mit ihrem nach radial innen gerichteten Ende in einer Mulde 161 gelagert, in der die Klemmkorper 54 schwenkbar beweglich sind. Alternativ konnte der Klemmkorper 54 auch verschwenkbar mittels eines scharnierartigen Lagers zwischen Klemmkorper 54 und Zwischenring 62 gelagert sein. Eine sich am Zwischenring 62 abstützende Druckfeder 162 bewirkt dabei eine Ausgangslage des Klemmkörpers 54, der in dieser Lage keine Berührung mit dem zweiten Außenring 101 hat. Wird nun über das motorisch betriebene Nebenaggregat 32 in das Planetengetriebe 38 über das Sonnenrad 41 ein Antriebsmoment zum Starten der Brennkraftmaschine bzw. des Hauptaggregats 20 eingeleitet, so wird das Hohlrad mit einer hohen Drehbeschleunigung bewegt. Der Klemmkorper 54 folgt aufgrund seiner eigenen Massenträgheit nur bedingt, wird dabei aufgerichtet und schließlich in die Sperrposition, vgl. Fig. 15, gebracht. Das Hohlrad 50 bzw. der Zwischenring 62 wird dadurch blockiert. Das Planetengetriebe 38 übertragt nun das Drehmoment des Nebenaggregats 32 auf die

Antriebswelle 23, so dass das Hauptaggregat 20 mit der Übersetzung des Planetengetriebes und damit mit hohem Drehmoment gestartet wird. Die zweite Kupplung 56 (trägheitsschaltbarer Freilauf) ermöglicht mit dieser Eigenschaft ein Überholen der Antriebswelle 23, wie es während des Startvorgangs einer Brennkraftmaschine üblicherweise auftritt. Nach einem solchen Überholen der Antriebswelle 23 verzögert die Antriebswelle 23 wieder mit einer hohen Drehbeschleunigung, so dass die zweite Kupplung 56 wieder in die Sperrposition gebracht wird.

Im generatorischen Betrieb des Nebenaggregats 32 drehen sich die Momentenverhältnisse im Planetengetriebe 38 um. Die zweite Kupplung 56 sperrt nicht, das Hohlrad 50 ist frei drehbar. Das Planetengetriebe 38 überträgt in diesem Zustand kein Drehmoment. Die Drehzahl des Sonnenrads 41 fällt daher ab, bis sie die Drehzahl der Antriebswelle 23 erreicht hat. Ist dies dann der Fall, greift die erste Kupplung 53. Weitere Nebenaggregate wie z. B. der Klimakompressor 35 werden über das Getriebe 27 angetrieben. Wird der Klimakompressor 35 ohne ein Antriebsmoment auf die Antriebswelle 23 zu übertragen durch das Nebenaggregat 32 angetrieben, wird zunächst ein nur geringes Drehmoment durch das Nebenaggregat 32 erzeugt. Das Planetengetriebe 38 setzt sich nur langsam in Bewegung, so dass das Hohlrad 50 bzw. der Zwischenring 62 eine nur kleine Drehbeschleunigung erfahrt. Durch die Feder 162 werden die Klemmkorper 54 in ihrer Ruhelage gehalten, die zweite Kupplung 54 sperrt nicht.

In Fig. 16 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel ausgehend von dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 7 in einem Teilschnitt dargestellt. Gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 7 wird die zweite Kupplung 56 durch die in Fig. 16 dargestellte zweite Kupplung 56 ersetzt. Der Zwischenring 62 bzw. zweite Innenring 98 ist durch einen zweiten Innenring 98 ersetzt, der an seinem zylindrischen Außenumfang zumindest eine Mulde 161 aufweist, in die ein Klemmkorper 54 einsetzbar ist. Zwischen dem Innenring 98 und dem Außenring 101 ist ein ringförmig ausgebildeter Käfig 164 angeordnet. Der Käfig 164 hat eine Stirnflache 167, von der ausgehend, sich kleine Bolzen 170 in axialer Richtung erstrecken. Diese Bolzen 170 sychronisieren die Bewegung der Klemmkorper 54. Der Bolzen 170 ist dabei in montiertem Zustand in einer muldenartigen Ausformung 173 des Klemmkorpers 54 angeordnet, siehe auch Fig. 16A. Der Klemmkorper 54 besteht einerseits aus dem eigentlichen Klemmteil 176, das sich auf der einen Seite des Bolzens 170 befindet, und einem Hebelteil 179, das die muldenartige Ausformung 173 aufweist. Das Hebelteil 179 ist dabei auf der anderen Seite des Bolzens 170 angeordnet, so dass sich Klemmteil 176 und Hebelteil 179 in etwa diametral gegenüberstehen. Der Schwerpunkt des Klemmkorpers 54 liegt dabei links von der Mulde 161. Am Hebelteil 179 stutzt sich eine Druckfeder 185 ab. Wird der Innenring 98 in der ersten Drehrichtung (Uhrzeigersinn) gedreht, so wird der Klemmkorper 54 zwar etwas im Uhrzeigersinn in der Mulde 161 gedreht, der Klemmkorper 54 sperrt jedoch nicht die zweite Kupplung 56, der Innenring 98 kann folglich frei drehen.

Vollführte der Innenring 98 eine Drehbewegung in der zweiten Drehrichtung - bei konstanter Drehgeschwindigkeit - so wird die zweite Kupplung 56 ebenfalls nicht gesperrt. Wird der Innenring 98 mit einer großen Winkelbeschleunigung in zweiter Drehrichtung bewegt (entgegen Uhrzeigerrichtung) , so wird das Klemmteil 176 in der Mulde 161 gedreht, so dass die Kupplung 56 schließlich sperrt. Dies gilt für kleine Drehgeschwindigkeiten. Ist die Drehgeschwindigkeit sehr hoch, so verhindert die Fliehkraft des Klemmkorpers 54 trotz Drehbeschleunigung der zweiten Drehrichtung ein Sperren der zweiten Kupplung 56. Die Masse des Hebelteils 179 verhindert dadurch bei Rotation des Innenrings 98 die Sperrwirkung der Klemmkorper 54. Im Nebenaggregat 32, dem Betrieb 27, der Vorrichtung 26 und im Hauptaggregat kann so verhindert werden, dass bei elektrischem Nebenaggregat 32 der Antrieb das rotierende Hohlrad 50 bei Auftreten eines Momentenstoßes gestoppt und das Hauptaggregat 20 gestartet wird. Der Kafig 164 dient im übrigen dazu, die Bewegung der Klemmkorper 54 zu synchronisieren und dadurch die Last auf alle Klemmkorper 54 gleichmaßig zu verteilen.

In Fig. 17 ist eine weitere Variante der zweiten Kupplung 56 dargestellt. Zwischen dem Innenring 98 und dem Außenring 101 sind wiederum Klemmkorper 54 angeordnet. In der in Fig. 17 dargestellten Ausgangs- und Ruheposition sorgt eine bistabile Feder 188 dafür, dass der Kafig 164 mit den Bolzen 170 etwas verdreht ist, und so die Bolzen 170 auf die Klemmkorper 54 derart druckt, dass die Klemmkorper 54 nicht am Außenring 101 anliegen und so keine Klemmwirkung vorhanden ist. Findet nun eine starke Winkelbeschleunigung des Innenrings 98 m der zweiten Drehrichtung statt, so wird die eine Lage der bistabilen Feder 188 überwunden, so dass der Kafig 164 relativ zum Innenring 98 in die erste Drehrichtung verschoben wird, so dass die Bolzen 170 die

Klemmkorper 54 freigeben und dadurch die zweite Kupplung 56 wieder sperrt. Ein Hebel 191 ist am Innenring 98 mit einem Ende angelenkt, mit einem mittleren Bolzenteil 194 kann der Hebel 191 in einer nach radial außen gerichteten Nut 197 im Kafig gleiten. Findet nun eine starke Winkelbeschleunigung des Innenrings 98 in der zweiten Drehrichtung statt, so wird die eine bestimmte Lage der bistabilen Feder 188 aufgegeben, die Klemmkorper 54 bewegen sich relativ zu dem Bolzen 170 in die zweite Drehrichtung und gelangen zur Anlage am Außenring 101, siehe auch Figur 18. Gleichzeitig wechselt die bistabile Feder 188 ihre Position und nimmt eine zweite Position ein, in der die relative Lage des Käfigs 164 zum Innenring 98 bestimmt ist. Der Hebel 191 bewegt sich bzw. dreht sich gleichzeitig um den Anlenkpunkt am Innenring 98 in der ersten Drehrichtung, das Bolzenteil 194 gleitet dabei gleichzeitig in der Nut 197 nach radial innen. Wird das Innenteil 98 wieder in Freilaufrichtung, d. h. in erster Drehrichtung bewegt, so bewirkt die Zentrifugalkraft einer Masse 199 am Hebel 191, dass der Kafig 164 bzw. dessen Bolzen 170 wieder gegen die Klemmkorper 54 gedruckt werden und dadurch diese in ihrer abgehobenen Ausgangsposition zuruckbewegt werden.

Ein letztes Ausfuhrungsbeispiel ist m Fig. 19 dargestellt. Auch diese Vorrichtung 26 weist einen mit der Antriebswelle 23 verbundenen Planetentrager 47 auf, auf dessen Achszapfen 59 Planetenrader 44 angeordnet sind. Auch hier kämmen die Planetenrader 44 mit einem Hohlrad 50, das auf einem Hohlradtrager 200 axial verschieblich angeordnet ist. Das Hohlrad 50 kann dabei zwei verschiedene Positionen einnehmen, einmal die in Fig. 19 dargestellte, und andererseits eine im Bild 19A nach rechts verschobene Position, wobei in der nach rechts verschobenen Position eine zweite Kupplung 56 wirkt. Die zweite Kupplung 56 wirkt dabei zwischen dem Hohlrad 50 und einem ortsfesten Teil 203. Die zweite Kupplung 56 wird aus einem ersten Formschlusselement 206 und einem zweiten Formschlusselement 209 am ortsfesten Teil 203 gebildet. Das Planetengetriebe 38 weist hier eine Schragverzahnung auf, so dass aus einem übertragenen Drehmoment eine axiale Kraft resultiert. Die

Umschaltung der Position des Hohlrades 50 erfolgt also über das Drehmoment, dass von dem Planetengetriebe 38 übertragen wird. Ein federbelastetes Rastelement 212 ermöglicht feste Drehmomentschwellen für die Umschaltung einzustellen. Die Schwellen richten sich dabei nach der Kraft der Feder und den geometrischen Verhältnissen einer Nut 213, in die das Rastelement 212 gedrückt wird. Die Schaltschwellen für Zu- und Wegschalten der Verriegelung der zweiten Kupplung 56 können so unabhängig voneinander festgelegt werden.

Ein Sperren der zweiten Kupplung 56 wird erreicht, indem eine Beschleunigung des Rades 92 über das Planetengetriebe 38 in eine Beschleunigung des Hohlrades 50 und den Hohlradträger 200 übertragen wird. Das Ubertragungsdrehmoment wird nach dem Drallsatz durch die Drehbeschleunigung und die Trägheit von Hohlrad 50 und Hohlradtrager 200 bestimmt. Übersteigt diese Drehmoment eine bestimmte Schwelle, wird das Hohlrad 50 in die gesperrte Position gebracht. Dieser Vorgang wird beim Start der Brennkraftmaschine bzw. des Hauptaggregats 20 ausgelöst.

Die zweite Kupplung 56 wird geöffnet, indem über das Rad 92 ein negatives Drehmoment aufgeprägt wird, das von dem verriegelten Hohlrad 50 abgestützt wird. Übersteigt dieses Drehmoment eine bestimmte Schwelle, wird das Hohlrad 50 in die geöffnete Position verschoben. Dieser Vorgang wird beispielsweise beim Umschalten in den generatorischen Betrieb des Nebenaggregats 32 ausgelost.

Durch eine geeignete Ansteuerung des Nebenaggregats 32 ist es beispielsweise möglich, die Position des Hohlrades 50 beliebig zu steuern. Die Übersetzung des Planetengetriebes 38 kann so beliebig zu- und weggeschaltet werden. Bei niedrigen Motordrehzahlen kann das Nebenaggregat 32 so auf die höhere Ubersetzungsstufe verstellt werden, wodurch höhere Leistungen des Nebenaggregats 32 möglich sind.

In Fig. 20A ist eine Sperre in axialer Ansicht dargestellt. Diese Sperre wird am Außenumfang des Hohlradtragers 200 zwischen dem Hohlrad 50 und dem ortsfesten Teil 203 zwischen den beiden Formschlusselementen 206 und 209 angeordnet. Diese Sperre 215 umfasst ein Blattfederteil 218. Bei Drehzahlen, die eine bestimmte Schwelle überschreiten, wird das Blattfederteil 218 durch die Fliehkraft nach außen gebogen, Fig. 20B und arretiert so die axiale Position des Hohlrades 50. Die Drehzahlschwelle selbst kann durch die Vorspannung der Blattfeder 218 eingestellt werden.

Der Startergenerator 32, die Vorrichtung 26 und der Klimakompressor 35 sind über ein Zugmittel 29 miteinander verbunden. Als Zugmittel 29 ist sowohl ein Riemen als auch eine Kette geeignet.

Anstelle eines Zugmittelgetriebes, das den Startergenerator 32 mit der Vorrichtung 26 und dem Klimakompressor 35 über das Zugmittel 29 verbindet, kann auch ein Zahnradgetriebe verwendet werden.

Im Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 21 ist der Startergenerator 32 mittels eines Zahnrads 110 mit dem ebenso als Zahnrad ausgeführten Rad 92 im Eingriff. Der Klimakompressor 35 ist drehfest mit einem Zahnrad 113 verbunden und mit dem Rad 92 im Eingriff. Je nach gewünschter Übersetzung beziehungsweise gewünschtem Eingriff kann in einer weiteren nicht dargestellten Anordnung das Rad 110 mittelbar über das Zahnrad 113 mit dem Rad 92 im Eingriff sein. Als weitere Alternative ist es möglich, das Zahnrad 110 zwischen das Zahnrad 113 und das Rad 92 zu setzen.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Kuppeln mindestens eines Nebenaggregates (32), insbesondere eines Startergenerators, mit einem Hauptaggregat

(20) , insbesondere einer Brennkraftmaschine, wobei das zumindest eine Nebenaggregat (32) und die Vorrichtung zum Kuppeln (26) durch ein Getriebe (27) miteinander verbunden sind, mit einem Planetengetriebe (38) , das das Hauptaggregat (20) mit dem Getriebe (27) verbindet, wobei das Planetengetriebe (38) mittels einer ersten Kupplung (53) zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (53) eine Freilaufkupplung ist und ein Hohlrad (50) des Planetengetriebes (38) in zumindest einer Drehrichtung durch eine zweite Kupplung (56) feststellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (47) mit einer Antriebswelle (23) des Hauptaggregats (20), insbesondere einer Kurbelwelle der

Brennkraftmaschine, drehtest verbunden ist und dass über ein Sonnenrad (41) zwischen dem Getriebe (27) und dem Planetengetriebe (38) ein Drehmoment übertragbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (53) eine Relativdrehung des Sonnenrads (41) gegenüber dem Hohlrad (50) in einer ersten Drehrichtung ermöglicht, beziehungsweise in einer zweiten Drehrichtung sperrt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hohlrad (50) und einem Außenteil die zweite Kupplung (56) angeordnet ist, die als

Freilauf eine Drehung des Hohlrades (50) zumindest in der ersten Drehrichtung ermöglicht.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (56) bedingt eine

Drehung des Hohlrades (50) in der zweiten Drehrichtung ermöglicht .

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (56) in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen entweder als Freilauf in die eine Drehrichtung oder andere Drehrichtung oder als Leerlauf einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Freilauf ausgeführte zweite Kupplung (56) in Abhängigkeit von einer inneren Bedingung das Hohlrad (50) freigibt oder blockiert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Bedingung eine Drehbeschleunigung oder die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades (50) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb eines Schwellwerts der inneren Bedingung ein Kuppeln des Hohlrades (50) nicht möglich ist.

10.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil ein zweiter Außenring (101) ist, der durch eine dritte Kupplung (104) mit einem ortsfesten Teil kuppelbar ist .

11.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein drehender Außenring (65, 101] durch eine Bremse abbremsbar ist.

12.Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenaggregat (32) ohne Gegenmoment des Hauptaggregats (20) antreibbar ist.