WO2012083913A1

WO2012083913A1 - Riementrieb mit schaltbarem planetengetriebe

Info

Publication number: WO2012083913A1
Application number: PCT/DE2011/002054
Authority: WO
Inventors: Peter Greb; Lászlo MAN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-28
Also published as: DE112011104577A5; DE102011087524A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Scheibenbremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie zwei gegeneinander schaltbaren Freiläufen, um eine Drehmomentrichtung zwischen Rotor und Kurbelwelle zu steuern. Um sowohl die Freiläufe als auch die Scheibenbremse gemeinsam schalten zu können und eine gleichzeitige Schaltung dieser zu verhindern, werden die Scheibenbremse von einer ersten Betätigungseinheit und die Freiläufe von einer zweiten Betätigungseinheit und die Betätigungseinheiten mittels eines selbsthemmenden Linearaktors wechselweise betätigt.

Description

Riementrieb mit schaltbarem Planetengetriebe

Die Erfindung betrifft einen Riementrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Scheibenbremse verbindbaren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie zwei gegeneinander schaltbaren Freiläufen, um eine Drehmomentrichtung zwischen Rotor und Kurbelwelle zu steuern.

Gattungsgemäße Riementriebe sind beispielsweise aus den deutschen Patentanmeldungen DE 199 417 705 A1 , DE 10 2004 060 991 A1 und DE 10 2007 021 233 A1 bekannt. Diesen liegt die Aufgabe zugrunde, einen Startergenerator, der die Generatorfunktion, die Startfunktion der Brennkraftmaschine, eine Drehmomentunterstützung der Brennkraftmaschine (Boost- Funktion) sowie eine Standklimatisierung durch Antrieb eines in den Riementrieb eingeschlossenen Klimakompressors bei stillstehender Brennkraftmaschine sicherstellen soll, möglichst effektiv und mit geringer Leistung und geringem Bauraum auszulegen. Hierbei wird ein Getriebe, bevorzugt ein Planetengetriebe vorgesehen, das zwei Übersetzungsstufen vorsieht, so dass der von dem Startergenerator geforderte Wirkungsbereich durch eine Variation der Betriebsdrehzahlen des Startergenerators abgedeckt wird. Hierbei sind zum Einen die Übersetzung des Planetengetriebes und zum Anderen die Richtung des Momentenflusses zwischen dem Rotor des Startergenerators und der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zu steuern. Der Steuerung des Planetengetriebes wird ein wahlweise frei drehendes oder gehäusefest mittels einer Scheibenbremse verbundenes Hohlrad und der Steuerung des Momentenflusses eine Schalteinrichtung in Form von zwei schaltbaren Freiläufen zugrundegelegt.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung einer effizienten und fehlerfreien Betätigung der Freiläufe und der Scheibenbremse.

Die Aufgabe wird durch einen Riementrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator und einer Brennkraftmaschine schaltenden Planetengetriebe mit einem gehäusefest mittels einer Scheibenbremse verbind-

BESTÄTIGUNGSKOPIE baren Hohlrad, einem mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs verbundenen Steg mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern und einem mit einem Rotor des Startergenerators und zumindest einem Nebenaggregat drehschlüssig verbundenen Sonnenrad sowie zwei gegeneinander schaltbaren Freiläufen, um eine Drehmomentrichtung zwischen Rotor und Kurbelwelle zu steuern, gelöst, wobei die Scheibenbremse von einer ersten Betätigungseinheit und die Freiläufe von einer zweiten Betätigungseinheit betätigt werden und die Betätigungseinheiten mittels eines selbsthemmenden Linearaktors wechselweise betätigt werden. Durch die Festlegung der wechselweisen Betätigung der Freiläufe und der Scheibenbremse ist eine Fehlbedienung einer gleichzeitigen oder überlappenden Schaltung dieser, die mit einer Beschädigung oder Zerstörung des Planetengetriebes infolge schädigenden Momenteneintrags verbunden sein kann, ausgeschlossen.

Weiterhin können Freiläufe und Scheibenbremse mittels eines einzigen, unmittelbar radial außerhalb der Scheibenbremse angeordneten Aktors wie Linearaktors betätigt und damit Kosten und Bauraum eingespart werden. Als besonders vorteilhaft haben sich Linearaktoren in Form von Elektromotoren mit einem Spindelgetriebe erwiesen. Durch die selbsthaltende Ausführung kann der Linearaktor an jeder Position ohne weitere Zuführung von Energie wie elektrischer Energie gehalten werden. So kann beispielsweise die vorzugsweise im Normalzustand geöffnete und zwangsweise geschlossene Scheibenbremse ohne Zufuhr von Energie geschlossen gehalten werden oder ein bevorzugt bei geöffneter Scheibenbremse geschalteter Freilauf ohne weitere Energiezufuhr geschaltet bleiben. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Riementriebs und damit des mit diesem ausgestatteten Kraftfahrzeugs verbessert.

Die Scheibenbremse ist bevorzugt aus einer Bremsscheibe und zwei beidseitig dieser angeordneter, axial gegeneinander mittels eines Energiespeichers vorgespannter, von dem Linearaktor gegen die Bremsscheibe entgegen der Wirkung des Energiespeichers verspannbarer Bremsklötze gebildet. Der Energiespeicher kann beispielsweise aus einer oder mehreren Schraubenfedern gebildet sein.

Die Freiläufe können aus über den Umfang verteilten, beispielsweise zwischen einem

Innenstern und einem Außenring angeordneten Klemmkörpern gebildet sein, wobei beide Freiläufe dieselben Fremdkörper enthalten können und der Innenstern ausgehend von einer Neutralstel!ung gegenläufige Klemmrampen aufweisen kann, so dass durch entsprechende Verlagerung der Ktemmkörper zwei gegeneinander geschaltete, in jeweils einer der beiden Umfangsrichtungen sperrende und in die andere Umfangsrichtung überrollende Freiläufe ge- bildet werden. Die Verlagerung der Klemmkörper entlang der Klemmrampen erfolgt mittels eines die Klemmkörper aufnehmenden Klemmkörperkäfigs, der entsprechend von einem Seilzug verlagert wird, wobei der Seilzug den Abstand zwischen den im Bereich des Sonnenrads angeordneten Freüäufen und dem Linearaktor ausgleicht und von der zweiten Betätigungseinheit und damit vom Linearaktor betätigt wird.

Die Freiläufe sind bevorzugt zwischen dem Sonnenrad und dem Steg angeordnet und stellen abhängig vom vom Schaltzustand des Planetengetriebes eingestellten Drehmomentfluss einen gewünschten Drehmomentfluss zwischen dem Rotor des Startergenerators und der Kurbelwelle der Brennkraftmasc ine ein. Hierdurch werden die verschiedenen Betriebszustände des Riementriebs ermöglicht. Beispielsweise überrollt der ohne Einwirkung des Linearaktors bevorzugt geschaltete Freilauf bei stehender Kurbelwelle und offener Scheibenbremse mit nicht geschalteter Übersetzung der Rotor die Kurbelwelle und treibt zur Erzielung einer Standklimatisierung den Klimakompressor über einen Riemen des Riementriebs an. Im selben Schaltzustand kann die drehende Kurbelwelle Moment ohne Übersetzung auf den Rotor übertragen, also einen Generatorbetrteb ermöglichen. Bei einer Schaltung der Freiläufe kann bei offener Scheibenbremse ohne geschaltete Übersetzung Moment vom Rotor auf die Kurbelwelle übertragen, also die stillstehende Kurbelwelle angedreht und die Brennkraftmaschine gestartet werden oder bei laufender Brennkraftmaschine ein Boost-Betrieb vorgesehen werden. Bei geschlossener Scheibenbremse tritt infolge des Momentenflusses über Steg und Planetenräder zum Sonnenrad eine Momentumkehr ein, so dass der ohne Eingriff des Linearaktors bevorzugt geschaltete Freilauf mit einer Untersetzung von beispielsweise 1:3 der Rotor die Kurbelwelle zum Start der Brennkraftmaschine andrehen kann oder die mit kleinen Drehzahlen drehende Kurbelwelle den Rotor mit einer Übersetzung von 3:1 in einem Drehzahlbereich mit gutem Wirkungsgrad antreiben kann.

Der linear verlagerte Stößel wie beispielsweise Spindel eines Spindelantriebs weist gemäß dem erfinderischen Gedanken Neutralstellung auf, bei dem keine der beiden Betätigungseinheiten von diesem verlagert ist und aus der der Stößel in zwei Bewegungsrichtungen axial verlagerbar ist, wobei in jeweils eine dieser Bewegungsrichtungen eine Betätigungseinheit unabhängig von der anderen Betätigungseinheit betätigt wird. Hierbei ist in der Neutralstellung in bevorzugter Weise die Scheibenbremse geöffnet und ein bevorzugter, beispielsweise der das Überrollen der Kurbelwelle durch den Startergenerator ermöglichende Freilauf geschaltet. Aus anderer Sicht betrachtet kann der Stößel einen gesamten Verfahrweg durchfahren, wobei die Betätigungseinheiten vom Stößel über jeweils einen Teilweg des gesamten Verfahrwegs des Stößels mitgenommen und ein Teilweg einer Betätigungseinheit jeweils für die anderen Betätigungseinheit mittels eines Anschlags begrenzt ist, so dass durch entsprechende Anordnung der Anschläge ausgeschlossen wird, dass beide Betätigungseinheiten überlappend oder gleichzeitig betätigt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Betätigungseinheit mit einem die Bremsklötze verlagernder Drehhebel versehen, der in einem Längsschlitz des Stößels geführt und über einen Teilweg von einer Begrenzung des Längsschlitzes mitgenommen wird. Die zweite Betätigungseinheit kann einen gehäusefest verdrehbar angeordneten Hebel enthalten, der vom axial verlagerten Stößel axial beaufschlagt wird und dadurch eine Drehbewegung erfährt, mittels der das am Hebel befestigte Seil des Seilzugs um einen entsprechenden Betrag zugverlagert wird und an dessen anderem Ende den Klemmkörperkäfig und damit die Klemmkörper auf den gegenläufigen Klemmrampen des Innensterns verlagert, so dass von dem aktuell geschalteten Freilauf auf den anderen Freilauf umgeschaltet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, den Drehhebel in der

Neutralstellung des Stößels und den Hebel bei Anlage des Drehhebels an der Begrenzung des Längsschlitzes mittels jeweils eines Anschlags zu begrenzen.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen schematisch dargestellten Riementrieb,

Figur 2 den Riementrieb der Figur 1 in schematisch dargestellter Ansicht,

Figur 3 ein Prinzipschaltbild des Linearaktors in Neutralstellung

Figur 4 ein Prinzipschaltbild des Linearaktors der Figur 3 bei geschalteter

Scheibenbremse,

Figur 5 ein Prinzipschaltbild des Linearaktors der Figuren 3 und 4 bei Schaltung

der Freiläufe,

Figur 6 einen Schnitt durch eine konstruktiv ausgearbeitete Getriebe-/Aktoreinheit der Figur 2,

Figur 7 eine Ansicht der Getriebe-Aktoreinheit der Figur 6,

Figur 8 ein die Umschaltung der Freiläufe hervorhebendes Detail der Getriebe-/

Aktoreinheit der Figuren 6 und 7 und

Figur 9 ein die Schaltung der Scheibenbremse hervorhebendes Detail der Getriebe-/

Aktoreinheit der Figuren 6 und 7.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 2, dem Riementrieb 3, der Reibungskupplung 4, dem Getriebe 5 und dem Antriebsrad 6.

Die Brennkraftmaschine 2 treibt mit ihrer Kurbelwelle 8 sowohl das Getriebe 5, das als Schaltgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und dergleichen ausgebildet sein kann, als auch den Riementrieb 3 an. Der Riementrieb 3 enthält den Startergenerator 7 dessen Rotor 9 dreh schlüssig, beispielsweise koaxial oder mittels - nicht dargestellter - Riemenscheiben und Riemen mit der Kurbellwelle 8 der Brennkraftmaschine mittels der entgegengesetzt wirksam und mittels des nicht dargestellten, erfindungsgemäßen Hebelaktors geschalteten Schalteinrichtung in Form der Freiläufe 10, 11 verbind bar vorgesehen ist. Der erste Freilauf 10 schaltet dabei den Drehmomentfluss von der Kurbelwelle 8 zum Rotor 9 und sperrt in umgekehrter Richtung, während der zweite Freilauf 11 den Drehmomentfluss vom Rotor 9 zur Kurbelwelle 8 freischaltet und in die umgekehrte Richtung sperrt. Die Freiläufe 10, 11 werden alternativ geschaltet. Zwischen dem Rotor 9 und der Kurbelwelle 8 ist im Weiteren das Planetengetriebe 12 geschaltet, dessen Hohlrad 13 mittels der Scheibenbremse 14 gehäusefest, beispielsweise mit dem Motorgehäuse 21 der Brennkraftmaschine 2 verbunden werden kann. Das Sonnenrad 15 ist drehschlüssig mit dem Rotor 9 verbunden. Die zwischen Hohlrad 13 und Sonnenrad 15 kämmenden Planetenräder 16 sind an dem Steg 17 aufgenommen. Der Steg 17 ist drehschlüssig mit der Kurbelwelle 8 verbunden.

Weiterhin ist mit dem Rotor 9 zumindest ein Nebenaggregat 18 drehschlüssig verbunden, beispielsweise mittels einer Riemenscheibe in den Riemen des Riementriebs 3 eingebunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispie! ist das Nebenaggregat 18 durch den Klimakompressor 19 gebildet, der ohne oder mit fester Übersetzung mit dem Rotor 9 drehschlüssig verbunden ist.

Der Kurbelwelle 8 ist der Riemenscheibendämpfer 20 drehschlüssig zugeordnet, der als Tilger und/oder Dämpfer ausgebildet sein kann. Durch entsprechende Betätigung der Freiläufe 10, 11 und der Scheibenbremse 14 mittels des nicht dargestellten, alle Betätigungsfunktionen steuernden Aktors in Form von Betätigungseinheiten werden entsprechende Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 gesteuert. Hierbei steuern die Scheibenbremse 14 die Übersetzung des Planetengetriebes 12 und die Freiläufe die Drehmomentflüsse zwischen Rotor 9 und Kurbelwelle 8. Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 und des Startergenerators 7 ergeben sich mehrere vorteilhafte Betriebszustände des Antriebsstrangs 1 , auf die in den nachfolgenden Figuren 5 bis 7 detailliert eingegangen wird. Bei Einstellung der Betriebszustände kommt der Scheibenbremse 14 zur lastschaltenden Funktion des Planetengetriebes 12 eine entscheidende Funktion zu.

Die Figur 2 zeigt schematisch den Riementrieb 3 in Ansicht mit der Kurbelwelle 8, dem Startergenerator 7 mit dem in Pfeilrichtung drehenden Rotor 9 und den Spannrollen 22. Der Riemen 23 verbindet die Komponenten des Riementriebs 3 drehschlüssig, wobei neben dem Klimakompressor 19 gegebenenfalls weitere - nicht dargestellte - Nebenaggregate in den Riementrieb 3 von einer separaten Riemenscheibe angetrieben oder in eine der aufgeführten Komponenten integriert sein können. An der Kurbelwelle 8 sitzt die nicht explizit dargestellte Getriebe-ZAktoreinheit 24 mit dem Planetengetriebe, den Betätigungseinheiten und einem Doppelhubmagneten.

Die Figur 3 zeigt ein Prinzipschaltbild des gehäusefest angeordneten Linearaktors 25 mit dem axial verlagerbaren, selbsthemmenden Stößel 26. Dieser betätigt wechselweise die Betätigungseinheiten 27, 28. Die erste Betätigungseinheit 27 dient der Betätigung der Scheibenbremse 14 mit der drehfest mit dem Hohlrad 13 (Figur 1 ) verbundenen Bremsscheibe 29 und den drehfest und axial gegeneiner entgegen der Wirkung eines nicht einsehbaren Energiespeichers gegen die Bremsscheibe 29 verspannbaren Bremsklötzen 30. Infolge der einander beabstandenden Vorspannung der Bremsklötze 30 ist die Scheibenbremse 14 bei fehlender Beaufschlagung offen (normally open) und wird mittels des Linearaktors 25 geschlossen. Hierzu greift auf die Bremsklötze 30 der Drehhebel 31 zu, der in dem Längsschlitz 32 des Stößels 26 geführt ist und mittels einer gewindeartigen Verbindung 33 bei einer Verdrehung durch den Stößel eine Axialverlagerung der Bremsklötze gegeneinander bewirkt.

Die zweite Betätigungseinheit 28 dient der Umschaltung der Freiläufe 0, 11 (Figur 1 ). Hierzu wird der gehäusefest und verdrehbare Hebel 34 von der Beaufschlagungsfläche 35 des Stößels 26 bei dessen Verlagerung in Richtung des Hebels 34 beaufschlagt und um das Lager 36 verdreht und der mit dem Hebel 34 verbundene Seilzug 37 zugbelastet. Figur 3 zeigt die Neutralstellung 38 des Stößels 26, bei dem keine der beiden Betätigungseinheiten 27, 28 belastet ist. Der Drehhebel 31 der ersten Betätigungseinheit 27 befindet sich dabei in nicht belastetem Anlagekontakt mit der Begrenzung 39 des Längsschlitzes 32 und an dem gehäusefesten Anschlag 40. Die Beaufschlagungsfläche 35 des Stößels 26 und der Hebel 34 weisen ein Spiel 41 auf. Der Hebel 34 wird dabei von einem nicht dargestellten, beispielsweise im Bereich des Klemmkörperkäfigs angeordneten Energiespeicher über den Seilzug 37 unter Spannung gehalten und dessen Auslenkung durch den Anschlag 45 begrenzt.

Die Figur 4 zeigt den Linearaktor 25 mit in Richtung des Pfeils 42 aus der Neutralstellung 38 verlagertem Stößel 26. Hierbei nimmt die Begrenzung 39 des Längsschlitzes 32 den Drehhebel 31 mit und verdreht diesen an der gewindeartigen Verbindung, so dass die Bremsklötze 30 mit der Bremsscheibe 29 verspannt werden und daher die Scheibenbremse geschlossen und das Hohlrad 13 (Figur 1 ) durch die Bremsklötze 30 gehäusefest geblockt wird und damit die über die Planetenräder 16 (Figur 1 ) geschaltete Übersetzung des Planetengetriebes 2 (Figur 1 ) aktiviert ist. Die zweite Betätigungseinheit 28 bleibt bei der Verlagerung des Stößels 26 in die gezeigte Bewegungsrichtung gegenüber der Neutralstellung der Figur 3 unverändert. Der Hebel 34 bleibt nach wie vor am Anschlag 45 angelegt.

Die Figur 5 zeigt eine Verlagerung des Stößels 26 des Linearaktors 25 in Richtung des Hebels 34 ausgehend von der Neutralstellung 38 in Richtung des Pfeils 43 unter Aufbrauch des Spiels 41 der Figur 3 und Abheben vom Anschlag 45 mit anschließender Verdrehung des Hebels 34 durch die Beaufschlagungsfläche 35 des Stößels 26. Die Verdrehung des Hebels 34 in Richtung des Pfeils 44 setzt den Seilzug 37 unter Zug, der durch Zugbelastung an dem Klemmkörperkäfig eine Umschaltung der Freiläufe umsetzt. Die erste Betätigungseinheit 27 bleibt dabei unbetätigt, indem die Bewegung des Drehhebels 31 an dem Anschlag 40 begrenzt wird. Hierdurch verbleibt die Scheibenbremse 14 in ihrer vorgegebenen offenen Stellung.

Figur 6 zeigt einen Schnitt durch eine konstruktiv ausgeführte Ausführungsform der Getriebe- /Aktoreinheit 24 mit dem am Motorgehäuse 21 befestigten Linearaktor 25 und dem Planetengetriebe 12, das aus dem mit der Riemenscheibe 46 verbundenen Sonnenrad 15, den am Steg 17 befestigten Planetenrädern 16 und dem mit der Bremsscheibe der Scheibenbremse 14 drehfest verbundenen Hohlrad 3 gebildet ist. Zwischen dem Sonnenrad 15 und dem Steg 17 sind die gegeneinander geschalteten Freiläufe 10, 1 1 wirksam angeordnet. Diese sind aus dem mit dem Wellenteil 58 einteilig verbundenen Innenstern 48 mit in Umfangsrichtung verteil- ten zu einer Neutral position jeweils gegenläufig verlaufenden Klemmrampen 49, 50, den zwischen diesen und dem mit dem Sonnenrad 15 einteilig ausgebildeten Außenring 51 angeordneten Klemmkörpern 52 und dem Umschaltmechanismus 53 gebildet. Der Umschaltmechanismus 53 besteht aus dem die Klemmkörper 52 axial und in Umfangsrichtung führenden Klemmkörperkäfig 54, der entgegen der Wirkung des Energiespeichers 47 von dem Seilzug 37 axial verlagerbar ist. Zwischen dem mit dem Seil 56 des Seilzugs 37 verbundenen Zugkorb 55 und dem Klemmkörperkäfig ist die dreh entkoppelte Gewindeverbindung 57 wirksam, die bei einer Axialverlagerung des Zugkorbs 55 durch das Seil 56 des Seilzugs 37 den mittels des Energiespeichers 47 voreingestellten Freilauf 10 durch Umfangsverlagerung des Klemmkörperkäfigs 54 deaktiviert und den Freilauf 11 schaltet, in dem die Klemmkörper 52 von den Klemmrampen 49 auf die Klemmrampen 50 umverlagert werden.

Der im nicht aktiven Zustand der zweiten Betätigungseinheit 28 der Figur 4 voreingestellte Freilauf 10 sperrt bei geöffneter Scheibenbremse 14 und damit inaktiviertem Planetengetriebe 12 die Drehbewegung der an das Wellenteil 58 gekoppelten Kurbelwelle 8 (Figur 1 ) gegenüber dem Sonnenrad 15. Das Sonnenrad 15 kann mittels des Freilaufs 10 das Wellenteil ü- berrollen. Infolgedessen kann die Kurbelwelle die Riemenscheibe 46 und den diese mit dem Startergenerator 7 (Figur 1 ) verbindenden Riemen über das Sonnenrad 15 im Generatorbetrieb antreiben. Bei stehender Kurbelwelle kann der Rotor des Startergenerators die Kurbelwelle überrollen und über den Riemen einen Klimakompressor zur Standklimatisierung antreiben.

Der entsprechend der Figur 5 geschaltete Freilauf 11 sperrt bei offener Scheibenbremse 14 das Sonnenrad 15 gegen das Wellenteil 58 und damit gegen die Kurbelwelle, so dass über die Riemenscheibe 46 von dem Startergenerator zum Start der Brennkraftmaschine und in einem Boost-Betrieb Moment auf die Kurbelwelle übertragen werden kann.

Im geschalteten Zustand der Scheibenbremse 14 gemäß Figur 4 kann nur der voreingestellte Freilauf geschaltet sein. Hierbei überrollt das über die Riemenscheibe 46 von dem Startergenerator angetriebene Sonnenrad 15 das Wellenteil 58 und treibt die Planetenräder 16 und damit den Steg 17 an, der infolge seiner drehfesten Verbindung mit dem Wellenteil 58 die Kurbelwelle antreibt. Hierbei wirkt die Übersetzung des Planetengetriebes 12 für die Drehzahl des Startergenerators untersetzend, so dass die stehende Kurbelwelle bei höherer Drehzahl des Startergenerators angetrieben und die Brennkraftmaschine gestartet werden kann oder bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle ein Boost-Betrieb vorgenommen werden kann. Bei Antrieb der Kurbelwelle treibt das Wellenteil 58 den Steg 1 und die Planetenräder 16 an, die wiederum das Sonnenrad 15 antreiben, das den Freilauf 10 überrollt und die übersetzte Drehzahl über die Riemenscheibe 46 auf den Riemen und den Startergenerator überträgt. Hierbei kann bei kleinen Drehzahlen der Kurbelwelle der Startergenerator bei höheren Drehzahlen und verbessertem Wirkungsgrad betrieben werden.

Figur 7 zeigt die angeschnittene, auf der Kurbelwellenachse angeordnete Getriebe-/- Aktoreinheit 24 der Figur 6 in Ansicht mit angedeutetem, in Figur 2 beschriebenem Riementrieb 3. An dem Motorgehäuse 21 ist der Linearaktor 25 in Form des Elektromotors 59 mit dem Spindelgetriebe 60 aufgenommen. In das das Gehäuse 61 des Spindelgetriebes 60 sind die hier nicht einsehbaren Betätigungseinheiten 27, 28 (Figur 3) aufgenommen. An diesem sind die Abstützteile 62 für die Bremsklötze zur Beaufschlagung der Bremsscheibe 29 der Scheibenbremse 14 angeordnet. Die Riemenscheibe 46 bildet zugleich ein Gehäuse 64 für das Planetengetriebe 12 mit dem Hohlrad 13, den an dem Steg 17 aufgenommenen Planetenrädern 16 und dem Sonnenrad 15. Radial innerhalb sind die die Freiläufe 10, 11 (Figur 6) bildenden Klemmkörper 52 angeordnet. Im Bereich der Drehachse der Getriebe- /Aktoreinheit 24 ist die Öffnung 63 zur Durchführung des lediglich teilweise dargestellten Seilzugs 37 vorgesehen.

Neben dem Planetengetriebe 12 ist innerhalb des Gehäuses 64 weiterhin der Riemenscheibendämpfer 20 untergebracht, der über den Umfang verteilte Schraubenfedern 65 aufweist, die in Umfangsrichtung wirksam zwischen gegeneinander relativ begrenzt verdrehbaren Bauteilen bevorzugt des Stegs 17 angeordnet sind.

Figur 8 zeigt ein Detail der Getriebe-/Aktoreinheit 24 der Figuren 6 und 7 im Bereich des Umschaltmechanismus 53 für die Freiläufe 10, 1 1. In die Öffnung 63 ist gegenüber dem Gehäuse 64 verdrehbar der Seilzug 37 eingeführt, dessen Seil 56 von der zweiten Betätigungseinheit 28 (Figur 3) und dem diese betätigenden Linearaktor 25 (Figur 3) bei Bedarf verlagert wird und in den Zugkorb 55 axial fest eingehängt ist. Dieser ist mittels des Wälzlagers 66 drehentkoppelt an der Gewindeverbindung 57 axial fest aufgenommen. Die Gewindeverbindung 57 ist mittels des Gewindes 67 mit dem Innenstern 48 verdrehbar und mittels der Längsverzahnung 68 drehfest und axial mit dem Klemmkörperkäfig 54 verbunden.

Zieht die Betätigungseinheit 28 (Figur 3) an dem Seil 56 entgegen der Wirkung des

Energiespeichers 47, verlagert der Zugkorb 55 die Gewindeverbindung 57 axial, wodurch eine Relatiwerdrehung dieser an dem Gewinde 67 erzwungen wird, die über die Längsverzahnung 68 auf den Klemmkörperkäfig 54 übertragen wird. Durch die Verdrehung des Klemmkörperkäfigs 54 werden die Klemmkörper 52 relativ in Umfangsrichtung gegenüber den gegenläufigen Klemmrampen 49, 50 verdreht. Hierdurch ändernden sich die Klemmeigenschaften zwischen dem Innenstern 48 und dem zum Sonnenrad 15 gehörigen Außenring 51 , so dass die Verdrehverhältnisse zwischen dem Sonnenrad 15 und dem zum Wellenteil 58, das wiederum drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist, eingestellt und die Freiläufe 10, 11 festgelegt werden.

Die Figur 9 zeigt ein Detail der Getriebe-/Aktoreinheit 24 der Figuren 6 und 7 im Bereich der Betätigungseinheit 27. Der Drehhebel 31 ist in dem Längsschlitz 32 des von der Spindel 69 des von dem Elektromotor 59 angetrieben Spindelgetriebes 60 axial verlagerten Stößels 26 aufgenommen und in der gewindeartigen Verbindung 33 gelagert. Diese besteht aus den drehfest und axiai gegenüber dem Gehäuse 61 aufgenommenen und gegeneinander entgegen der Wirkung des Energiespeichers 70 axial verlagerbaren Abstützteilen 62, 62a, an denen die Bremsklötze 30 aufgenommen sind. Die Bremsklötze 30 schließen zwischen sich die Bremsscheibe 29 der Scheibenbremse 14 ein.

Der Drehhebel 31 weist in Umfangsrichtung eingeprägte Rampen 72 auf, die mittels der Wälzkörper 71 in komplementäre Rampen 73 der Rampenteile 74, 75, die Rampeneinrichtung 76 bilden, in Wirkung treten. Das Rampenteil 75 ist dabei durch den Drehhebel 31 axial durchgeführt und nimmt diesen verdrehbar auf. Am Ende des Rampenteils 75 ist dieses gegen das Rampenteil 74 und das Abstützteil 62a axial mittels des Energiespeichers 77 axial verspannt. Das Abstützteil 62a übergreift das Abstützteil 62, so dass dieses schwimmend in dem Abstützteil 62 unter Wirkung der Energiespeicher 70, 77 verspannt ist.

Bei einer Axialverlagerung des Stößels 26 aus der gezeigten Position verdreht sich der Drehhebel 31 auf dem Rampenteil 75 und verlagert mittels der Rampeneinrichtung 76 die Abstützteile 62, 62a so gegeneinander und entgegen der Wirkung der Energiespeicher 70, 77, dass die Bremsklötze 30 gegeneinander verlagert werden und schließlich einen Reibschluss mit der Bremsscheibe 29 bilden. Die Scheibenbremse 14 wird geschlossen und das Planetengetriebe 12 (Figur 6) geschaltet. Bezuqszeichenliste Antriebsstrang

Brennkraftmaschine

Riementrieb

Reibungskupplung

Getriebe

Antriebsrad

Startergenerator

Kurbelwelle

Rotor

Freilauf

Planetengetriebe

Hohlrad

Scheibenbremse

Sonnen rad

Planetenrad

Steg

Nebenaggregat

Klimakompressor

Riemenscheibendämpfer

Motorgehäuse

Spannrolle

Riemen

Getriebe-/Aktoreinheit

Linearaktor

Stößel

Betätigungseinheit

Bremsscheibe

Bremsklotz

Drehhebel Längsschlitz

gewindeartige Verbindung Hebel

Beaufschlagungsfläche Lager

Seilzug

Neutralstellung

Begrenzung

Anschlag

Spiel

Pfeil

Anschlag

Riemenscheibe

Energiespeicher Innenstern

Klemmrampe

Außenring

Klemmkörper

Umschaltmechanismus Klemmkörperkäftg Zugkorb

Seil

Gewindeverbindung Wellenteil

Elektromotor

Spindelgetriebe

Gehäuse

Abstützteil

Öffnung

Gehäuse

Schraubenfeder Wälzlager Gewinde

Längsverzahnung Spindel

Energiespeicher Wälzkörper Rampe

Rampe

Rampenteil Rampenteil Rampeneinrichtung Energiespeicher

Claims

Patentansprüche

1. Riementrieb (3) eines Antriebsstrangs (1 ) eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Übersetzung zwischen einem Startergenerator (7) und einer Brennkraftmaschine (2) schaltenden Planetengetriebe (12) mit einem gehäusefest mittels einer Scheibenbremse (14) verbindbaren Hohlrad (13), einem mit einer Kurbelwelle (8) der Brennkraftmaschi- ne (2) des Antriebsstrangs (1) verbundenen Steg (17) mit über den Umfang angeordneten Planetenrädern (16) und einem mit einem Rotor (9) des Startergenerators (7) und zumindest einem Nebenaggregat (18) drehschlüssig verbundenen Sonnenrad (15) sowie zwei gegeneinander schaltbaren Freiläufen (10, 11 ), um eine Drehmomentrichtung zwischen Rotor (9) und Kurbelwelle (8) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (14) von einer ersten Betätigungseinheit (27) und die Freiläufe (10, 11) von einer zweiten Betätigungseinheit (28) betätigt werden und die Betätigungseinheiten (27, 28) mittels eines selbsthemmenden Linearaktors (25) wechselweise betätigt werden.

2. Riementrieb (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktor (25) ein Elektromotor (59) mit Spindelgetriebe (60) ist.

3. Riementrieb (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (14) aus einer Bremsscheibe (29) und zwei beidseitig dieser angeordneter, a- xial gegeneinander mittels eines Energiespeichers (70) vorgespannter, von dem Linearaktor (25) gegen die Bremsscheibe (29) entgegen der Wirkung des Energiespeichers (70) verspannbarer Bremsklötze (30) gebildet ist.

4. Riementrieb (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe (10, 11) mittels eines Seilzugs (37) umgeschaltet werden, indem beiden Freiläufen (10, 11 ) gemeinsame Klemmkörper (52) auf entgegengerichteten Klemmrampen (49, 50) mittels eines von dem Seilzug (37) beaufschlagten, die Klemmkörper (52) aufnehmenden Klemmkörperkäfigs (54) verlagert werden.

5. Riementrieb (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stößel (26) des Linearaktors (25) gegenüber einer Neutralstellung (38) in zwei Bewegungsrichtungen axial verlagerbar ist und in jeweils eine der Bewegungsrichtungen eine Betätigungseinheit (27, 28) unabhängig von der anderen Betätigungseinheit (28, 27) betätigt wird.

6. Riementrieb (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralstellung

(38) die Scheibenbremse (14) geöffnet und ein bevorzugter Freilauf (10) geschaltet ist.

7. Riementrieb (3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheiten (27, 28) vom Stöße! (26) über jeweils einen Teilweg des gesamten Verfahrwegs des Stößels (26) mitgenommen und ein Teilweg einer Betätigungseinheit (28) für die andere Betätigungseinheit (27) mittels eines Anschlags (40) begrenzt ist.

8. Riementrieb (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Bremsklötze

(30) verlagernder Drehhebel (31 ) der ersten Betätigungseinheit (27) in einem Längsschlitz (32) des Stößels (26) geführt und über einen Teilweg von einer Begrenzung

(39) des Längsschlitzes (32) mitgenommen wird.

9. Riementrieb (3) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gehäusefest verdrehbar angeordneter Hebel (34) der zweiten Betätigungseinheit (28) von dem Stößel (26) axial beaufschlagt wird.

10. Riementrieb (3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel

(31 ) in der Neutralstellung (38) des Stößels (26) und der Hebel (34) bei Anlage des Drehhebels (31 ) an der Begrenzung (39) mittels jeweils eines Anschlags (40, 45) begrenzt sind.