WO2015106740A1 - Elektromechanische anlasseranordnung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Elektromechanische anlasseranordnung für eine brennkraftmaschine Download PDF

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Franz Kurth
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Definitions

  • the invention is directed to an electromechanical starter arrangement for an internal combustion engine.
  • the starter arrangement here comprises an electric motor and a planetary gear arrangement coupled thereto.
  • the planetary gear arrangement serves to selectively convert a drive torque introduced into a power input by the electric motor to a first or second output torque which is higher than the input torque and thus to different output torques for the operation of starting an internal combustion engine at a power output of the planetary gear arrangement in accordance with the selected transmission ratio provide.
  • the invention is directed to an electromechanical starter arrangement which makes it possible to reliably apply a possibly required during a cold start maximum drive torque and on the other hand, if due to the thermal state of the internal combustion engine lower starting torques are required to realize increased output speeds.
  • DE 34 30 18 A discloses an electric starter arrangement for an internal combustion engine, in which the drive torque applied to a rotor of an electric motor is guided to a sun gear of a planetary gear stage.
  • This sun gear drives the larger in terms of its tip diameter larger spur gear portion of a stepped planetary gear.
  • the smaller in terms of its tip diameter portion of that planet gear engages radially from the inside in a stationary fixed ring gear.
  • the power tap from the planetary gear stage via their planet carrier.
  • the electric motor can be operated in such a way that it initially generates a low drive torque, which primarily eliminates the play in a gearbox connected downstream of the electric motor. train serves.
  • the drive torque is then increased when the existing in said gear train game is increased.
  • the invention has for its object to provide a robust and cost-effective in their construction electromechanical starter assembly, which makes it possible to use the releasable by an electric motor of this starter drive power with a matched to the current load requirement gear ratio for the starting process of an internal combustion engine.
  • a first sun gear which is driven by the electric motor and represents the power input of a planetary gear
  • a ring gear arrangement which forms part of the planetary gear and is arranged concentrically to a transmission axis defined by the sun gear, a planet carrier provided for circulation about the transmission axis, which likewise forms part of the planetary gear,
  • Intervenes planetary arrangement and also engages at least one planet of the planetary arrangement radially from the inside into the ring gear, and
  • a coupling device is provided, via which the starter pinion is selectively rotatably coupled with the planet carrier or the ring gear.
  • the planetary gear is constructed so that this comprises a second sun gear which is arranged coaxially to the transmission axis and thereby engages radially from the inside into the planetary arrangement.
  • This second sun gear is preferably fixed in this case.
  • the number of teeth of this second sun gear is preferably slightly larger than the number of teeth of the first sun gear.
  • the planetary assembly is preferably constructed to include at least one pair of planets engaged with each other and thus rotatably coupled together in opposite directions.
  • Each pair of planets comprises a planet which radially engages in the first sun gear from the outside, as well as a planet which engages radially from the outside into the second sun gear.
  • the first planet then preferably engage radially from the inside into the ring gear. In this arrangement, then the ring gear and the planet carrier have the same direction of rotation.
  • the planetary arrangement can be constructed in an advantageous manner so that their planet form a toothed ring which is closed by interlocking engagement, i. each planetary gear is engaged with its two adjacent planetary gears. This results in a particularly high strength of the planetary gear.
  • the planetary arrangement may further be constructed so that the mutually engaging planets are arranged axially offset from one another and the outer teeth are in engagement with each other in a lying between the teeth planes of the two sun gears area.
  • This concept can be implemented in particular by realizing profile displacements on the said gears and makes it possible to reduce the axial length of the planetary gear. Furthermore, this results in a reduction of the load on the bearings of the planetary gears and acting on these tilting moments.
  • the coupling device is designed in such a way that it comprises a positively coupling coupling element.
  • the coupling member may in this case be designed as a sliding sleeve or as a dog clutch.
  • the coupling device can in particular also coupling elements, in particular Have balls which can be displaced by a setting cone radially from the inside into a coupling position or withdrawn from this.
  • the actuation of this coupling device can be effected by an actuator which is preferably designed as an electromechanical actuator.
  • the coupling device As an alternative to the design of the coupling device as a positively coupling coupling device, it is also possible to make it so that the coupling device comprises a frictionally coupling coupling member. This variant makes it possible to bring about a sufficient coupling state without special consideration of the relative position of the components to be coupled. In addition, such an embodiment also provides the function of an overload clutch.
  • the starter arrangement according to the invention is connected to an associated internal combustion engine in such a way that the starter pinion is permanently meshed into a drive wheel arranged coaxially with respect to the crankshaft of the internal combustion engine. Between that drive wheel and the crankshaft, a freewheel device is provided in an advantageous manner, so that when the angular speed of the crankshaft exceeds the starting angle speed generated by the starter arrangement, the crankshaft can overtake that drive wheel seated on it.
  • the coupling device such that it comprises a freewheel device.
  • the starter pinion can be coupled to the slower rotating power output. If the more rapidly rotating power output of the planetary gear is then coupled to the starter pinion via further components of the coupling device, then the starter pinion can overrun the slower rotating output power via the freewheel device.
  • This concept is particularly suitable in interaction with frictionally coupling coupling organs. Slips the clutch for fast power output drives the slower power output via the freewheel device which in this case passes into a gripping state suitable for torque transmission.
  • the planetary gear and the electric motor are preferably combined to form an assembly which also comprises an actuator for actuating the coupling device.
  • This actuator may in particular be arranged on a rear side facing away from the planetary gear of the electric motor and be coupled via an actuator with the coupling device which is passed coaxially through the two sun gears and a motor shaft of the electric motor.
  • Figure 1 is a schematic representation to illustrate the construction of an electromechanical starter assembly according to the invention.
  • FIG. 1 shows in the form of a schematic illustration an electromechanical starter arrangement according to the invention.
  • This starter assembly includes an electric motor E and a planetary gear G.
  • the planetary gear G includes first sun gear So1, which is driven by the electric motor E and represents the power input of the planetary gear G. Furthermore, the planetary gear G comprises a ring gear Ho, which forms part of the planetary gear and is arranged concentrically to a defined by the first sun gear S01 transmission axis X.
  • the planetary gear G further comprises a provided for circulation about the transmission axis X planet carrier St and a planetary assembly P, which sits on the planet carrier St and rotates with this, the first sun So1 radially engages from inside into at least one planet P1 of the planetary arrangement P, and in addition at least one planet P1 of the planetary arrangement P engages radially from the inside into the ring gear Ho.
  • the planetary gear G drives a coaxially to the transmission axis X arranged starter pinion R1.
  • a coupling device K is provided in a region lying kinematically between the starter pinion R1 and the planet carrier St, via which the starter pinion R1 is selectively coupled to the planet carrier St or the ring gear Ho in a torsionally rigid manner.
  • the planetary gear is further constructed so that it includes a second sun So2, which engages radially from the inside in the planetary arrangement P. This second sun gear So2 is fixed in the illustrated embodiment.
  • the planetary arrangement P is constructed in such a way that it comprises at least one pair of planets P1, P2 engaged with each other and thus rotatable in opposite directions.
  • These mutually engaging planets P1, P2 are arranged offset from each other axially and the outer teeth are in a lying between the teeth planes of the two sun gears So1, So2 area engaged.
  • the first sun gear So1 engages radially from the inside into the first planet P1 of the planetary arrangement P.
  • the second, fixed sun gear So2 engages radially from the inside into the second planet P2 of the planetary arrangement P.
  • the coupling device K shown here only in simplified form is constructed in such a way that it comprises a positive or frictionally engaged, optionally synchronized, coupling element.
  • the starter pinion R1 is then connected either kinematically to the ring gear Ho or the planet carrier St.
  • the starter pinion R1 itself is permanently meshed in a drive wheel R2 arranged coaxially with respect to the crankshaft CS of the internal combustion engine BK.
  • a freewheel device F is provided which allows that the crankshaft CS possibly faster than the drive wheel R2 rotates.
  • the movement of the coupling device K into a desired switching state takes place by means of an actuator device, not shown here, which can be designed, in particular, as an electromechanical actuator.
  • an actuator device not shown here, which can be designed, in particular, as an electromechanical actuator.
  • the coupling device K is brought into a state in which the starter pinion R1 is driven either via the ring gear Ho or the planet carrier St.
  • the coupling device K can be effected by an actuator which is passed coaxially through the two sun gears S01, So2 and possibly the electric motor. Then, the preferably electromagnetic actuator can be arranged on a side facing away from the planetary gear of the electric motor.
  • the coupling device K can also be controlled via a mechanism which is actuated via the electric motor.
  • this mechanism can be designed so that is changed by a brief operation of the electric motor in the opposite direction of the switching state of the coupling device.
  • the instantaneous switching state of the coupling device can also be detected by sensor devices and taken into account in terms of control technology.

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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine elektromechanische Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine mit einem Elektromotor, einem ersten Sonnenrad, das durch den Elektromotor angetrieben ist und den Leistungseingang eines Planetengetriebes darstellt, einer Hohlradanordnung, die Bestandteil des Planetengetriebes bildet und konzentrisch zu einer durch das Sonnenrad definierten Getriebeachse angeordnet ist, einem zum Umlauf um die Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, der ebenfalls Bestandteil des Planetengetriebes bildet, einer Planetenanordnung, die auf dem Planetenträger sitzt und mit diesem umläuft, wobei das erste Sonnenrad radial von innen her in wenigstens einen Planeten der Planetenanordnung eingreift, und zudem wenigstens ein Planet der Planetenanordnung radial von innen her in die Hohlradanordnung eingreift, und einem gleichachsig zur Getriebeachse angeordneten Starterritzel, wobei in einem kinematisch zwischen dem Starterritzel und dem Planetenträger liegenden Bereich eine Koppelungseinrichtung vorgesehen ist, über welche das Starterritzel selektiv mit dem Planetenträger oder dem Hohlrad drehstarr koppelbar ist.

Description

Elektromechanische Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine
Beschreibung Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf eine elektromechanische Anlasseranordnung für eine Brennkraftmaschine. Die Anlasseranordnung umfasst hierbei einen Elektromotor und eine mit diesem gekoppelte Planetengetriebeanordnung. Die Planetengetriebeanordnung dient dazu, ein seitens des Elektromotors in einen Leistungseingang eingeleitetes Antriebsdrehmoment wahlweise auf ein erstes oder zweites, gegenüber dem Eingangsdrehmoment jeweils erhöhtes Ausgangsdrehmoment zu konvertieren und damit an einem Leistungsausgang der Planetengetriebeanordnung dem gewählten Übersetzungsverhältnis entsprechend unterschiedlich hohe Ausgangsdrehmomente für den Vorgang der Inbetriebnahme einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.
Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine elektromechanische Anlasseranordnung die es ermöglicht, ein im Rahmen eines Kaltstarts ggf. erforderliches maximales Antriebsmoment zuverlässig aufzubringen und andererseits dann, wenn aufgrund des thermischen Zustande der Brennkraftmaschine geringere Anlassermomente erforderlich sind, erhöhte Ausgangs- drehzahlen zu realisieren.
Bei Anlasseranordnungen für Brennkraftmaschinen haben sich zur Erhöhung des Antriebsmomentes eines Elektromotors insbesondere Planetengetriebeanordnungen bewährt. So ist beispielsweise aus DE 34 30 18 A eine elektrische Anlasseranordnung für eine Brennkraft- maschine bekannt, bei welcher das an einem Rotor eines Elektromotors anliegende Antriebsmoment auf ein Sonnenrad einer Planetengetriebestufe geführt wird. Dieses Sonnenrad treibt den hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers größeren Stirnradabschnitt eines gestuft ausgebildetes Planetenrades. Der hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers kleinere Abschnitt jenes Planetenrades greift radial von innen her in ein stationär festgelegtes Hohlrad ein. Der Leistungsabgriff aus der Planetengetriebestufe erfolgt über deren Planetenträger. Der Elektromotor ist derart betreibbar, dass dieser zunächst ein geringes Antriebsmoment generiert das primär der Spielbeseitigung in einem dem Elektromotor nachgeschalteten Getriebe- zug dient. Das Antriebsmoment wird dann, wenn das in dem genannten Getriebezug bestehende Spiel beseitigt ist, erhöht.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste und in ihrem Aufbau kostengünstig realisierbare elektromechanische Anlasseranordnung zu schaffen, die es ermöglicht, die seitens eines Elektromotors dieser Anlasseranordnung freisetzbare Antriebsleistung mit einem auf die gegenwärtige Lastanforderung abgestimmten Übersetzungsverhältnis für den Anlassvorgang einer Brennkraftmaschine einzusetzen.
Erfindungsgemäße Lösung Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektromechanische Anlasseranordnung mit:
einem Elektromotor,
einem ersten Sonnenrad, das durch den Elektromotor angetrieben ist und den Leistungseingang eines Planetengetriebes darstellt,
- einer Hohlradanordnung, die Bestandteil des Planetengetriebes bildet und konzentrisch zu einer durch das Sonnenrad definierten Getriebeachse angeordnet ist, einem zum Umlauf um die Getriebeachse vorgesehenen Planetenträger, der ebenfalls Bestandteil des Planetengetriebes bildet,
einer Planetenanordnung, die auf dem Planetenträger sitzt und mit diesem umläuft, wobei das erste Sonnenrad radial von innen her in wenigstens einen Planeten der
Planetenanordnung eingreift, und zudem wenigstens ein Planet der Planetenanordnung radial von innen her in die Hohlradanordnung eingreift, und
einem gleichachsig zur Getriebeachse angeordneten Starterritzel,
wobei in einem kinematisch zwischen dem Starterritzel und dem Planetenträger lie- genden Bereich eine Koppelungseinrichtung vorgesehen ist, über welche das Starterritzel selektiv mit dem Planetenträger oder dem Hohlrad drehstarr koppelbar ist.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine kompakte und in ihrem Aufbau robuste elektromechanische Anlasseranordnung zu schaffen, bei welcher durch Ansteuerung der Koppelungseinrichtung selektiv unterschiedlich hohe Antriebsmomente am Starterritzel realisiert werden können. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Planetengetriebe so aufgebaut, dass dieses ein zweites Sonnenrad umfasst das gleichachsig zur Getriebeachse angeordnet ist und dabei radial von innen her in die Planetenanordnung eingreift. Dieses zweite Sonnenrad ist hierbei vorzugsweise stationär festgelegt. Die Zähnezahl dieses zwei- ten Sonnenrades ist vorzugsweise geringfügig größer als die Zähnezahl des ersten Sonnenrades.
Die Planetenanordnung ist vorzugsweise so aufgebaut, dass diese wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten umfasst. Jedes Planetenpaar umfasst einen Planeten der radial von außen her in das erste Sonnenrad eingreift, sowie einen Planeten der radial von außen her in das zweite Sonnenrad eingreift. Die ersten Planeten greifen dann vorzugsweise radial von innen her in das Hohlrad ein. Bei dieser Anordnung haben dann das Hohlrad und der Planetenträger den gleichen Drehsinn.
Die Planetenanordnung kann in vorteilhafter Wiese so aufgebaut werden, dass deren Planeten einen durch Verzahnungseingriffe in sich geschlossenen Zahnkranz bilden, d.h. jedes Planetenrad mit seinen beiden Nachbarplanetenrädern in Eingriff steht. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit des Planetengetriebes.
Die Planetenanordnung kann weiterhin so aufgebaut werden, dass die miteinander in Eingriff stehenden Planeten zueinander axial versetzt angeordnet sind und deren Außenverzahnungen in einem zwischen den Verzahnungsebenen der beiden Sonnenräder liegenden Bereich miteinander in Eingriff stehen. Es ist jedoch auch möglich, die Durchmesser der Sonnenräder, der Planeten und den Kopfkreisdurchmesser des Hohlrades so abzustimmen, dass der Zahneingriff zwischen den zugeordneten Planetenrädern in die Verzahnungsebene eines der Sonnenräder verlagert wird ohne dass hierbei das nicht mit jenem Sonnenrad wälzende Planetenrad das Getriebe blockiert. Dieses Konzept kann insbesondere unter Realisierung von Profilverschiebungen an den genannten Zahnrädern umgesetzt werden und ermöglicht es, die axiale Baulänge des Planetengetriebes zu reduzieren. Weiterhin ergibt sich hierbei eine Reduktion der Belastung der Lagerungen der Planetenräder und der an diesen angreifenden Kippmomente.
Die Koppelungseinrichtung ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Er- findung derart ausgebildet, dass diese ein formschlüssig koppelndes Kopplungsglied umfasst. Das Kopplungsglied kann hierbei als Schiebemuffe oder auch als Klauenkupplung ausgebildet sein. Die Kopplungseinrichtung kann insbesondere auch Kupplungselemente, insbesondere Kugeln aufweisen die durch einen Stellkonus radial von innen her in eine Koppelungsstellung verlagert oder aus dieser zurückgezogen werden können. Die Betätigung dieser Koppelungseinrichtung kann durch einen Aktuator erfolgen der vorzugsweise als elektromechanischer Aktuator ausgebildet ist.
Alternativ zu der Ausbildung der Koppelungseinrichtung als formschlüssig koppelnden Kopplungseinrichtung ist es auch möglich, diese so zu gestalten, dass die Koppelungseinrichtung ein reibschlüssig koppelndes Kopplungsglied umfasst. Diese Variante erlaubt es ohne besondere Rücksicht auf die Relativposition der zu koppelnden Bauteile einen ausreichenden Kopp- lungszustand herbeizuführen. Zudem bietet eine derartige Ausführungsform auch die Funktion einer Überlastkupplung.
Die erfindungsgemäße Anlasseranordnung ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung derart an eine zugeordnete Brennkraftmaschine angebunden, dass das Starterritzel permanent in ein zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine achsgleich angeordnetes Antriebsrad eingespurt ist. Zwischen jenem Antriebsrad und der Kurbelwelle ist in vorteilhafter Weise eine Freilaufeinrichtung vorgesehen, so dass dann wenn die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle die durch die Anlasseranordnung generierte Anlasswinkelgeschwindigkeit überschreitet, die Kurbelwelle jenes auf ihr sitzende Antriebsrad überholen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Kopplungseinrichtung so auszubilden, dass diese eine Freilaufeinrichtung umfasst. Über jene Freilaufeinrichtung kann das Starterritzel mit dem langsamer rotierenden Leistungsausgang gekoppelt sein. Wird dann über weitere Komponenten der Koppelungseinrichtung der schneller rotierende Leistungsausgang des Planetengetriebes mit dem Starterritzel gekoppelt, so kann das Starterritzel über die Freilaufeinrichtung den langsamer rotierenden Leistungsausgang überholen. Dieses Konzept eignet sich insbesondere im Zusammenspiel mit reibschlüssig koppelnden Kopplungsorganen. Rutscht hierbei die Kupplung zum schnellen Leistungsausgang treibt der langsamere Leistungsausgang über die Freilaufeinrichtung die hierbei in einen zur Drehmomentenübertragung geeigneten Greifzustand gelangt.
Das Planetengetriebe und der Elektromotor sind vorzugsweise zu einer Baugruppe zusam- mengefasst welche auch einen Aktuator zur Betätigung der Kopplungseinrichtung umfasst. Dieser Aktuator kann insbesondere auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Rückseite des Elektromotors angeordnet sein und über ein Stellglied mit der Kopplungseinrichtung gekoppelt sein welche koaxial durch die beiden Sonnenräder und eine Motorwelle des Elektromotors hindurchgeführt ist. Kurzbeschreibung der Figuren Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
Figur 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Anlasseranordnung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren Die Darstellung nach Figur 1 zeigt in Form einer Schemadarstellung eine erfindungsgemäße elektromechanische Anlasseranordnung. Diese Anlasseranordnung umfasst einen Elektromotor E und ein Planetengetriebe G.
Das Planetengetriebe G umfasst erstes Sonnenrad So1 , das durch den Elektromotor E an- getrieben wird und den Leistungseingang des Planetengetriebes G darstellt. Weiterhin umfasst das Planetengetriebe G eine Hohlradanordnung Ho, die Bestandteil des Planetengetriebes bildet und konzentrisch zu einer durch das erste Sonnenrad S01 definierten Getriebeachse X angeordnet ist. Das Planetengetriebe G umfasst weiterhin einen zum Umlauf um die Getriebeachse X vorgesehenen Planetenträger St und eine Planetenanordnung P, die auf dem Planetenträger St sitzt und mit diesem umläuft, wobei das erste Sonnenrad So1 radial von innen her in wenigstens einen Planeten P1 der Planetenanordnung P eingreift, und zudem wenigstens ein Planet P1 der Planetenanordnung P radial von innen her in die Hohlradanordnung Ho eingreift. Das Planetengetriebe G treibt ein gleichachsig zur Getriebeachse X angeordnetes Starterritzel R1 . Bei der erfindungsgemäßen Anlasseranordnung ist in einem kinematisch zwischen dem Starterritzel R1 und dem Planetenträger St liegenden Bereich eine Koppelungseinrichtung K vorgesehen, über welche das Starterritzel R1 selektiv mit dem Planetenträger St oder dem Hohlrad Ho drehstarr koppelbar ist. Das Planetengetriebe ist weiterhin so aufgebaut, dass diese ein zweites Sonnenrad So2 umfasst, das radial von innen her in die Planetenanordnung P eingreift. Dieses zweite Sonnenrad So2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stationär festgelegt. Die Planetenanordnung P ist derart aufgebaut, dass diese wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten P1 , P2 umfasst. Diese miteinander in Eingriff stehenden Planeten P1 , P2 sind zueinander axial versetzt angeordnet und deren Außenverzahnungen stehen in einem zwischen den Verzahnungsebenen der beiden Sonnenräder So1 , So2 liegenden Bereich miteinander in Eingriff. Das erste Sonnenrad So1 greift radial von innen her in die ersten Planeten P1 der Planetenanordnung P ein. Das zweite, stationär festgelegte Sonnenrad So2 greift radial von innen her in die zweiten Planeten P2 der Planetenanordnung P ein.
Die hier nur vereinfacht dargestellte Koppelungseinrichtung K ist so aufgebaut, dass diese ein form- oder reibschlüssig, ggf. synchronisiert koppelndes Kopplungsglied umfasst. Über dieses Kopplungsglied wird das Starterritzel R1 dann entweder kinematisch an das Hohlrad Ho oder den Planetenträger St angebunden. Das Starterritzel R1 selbst ist permanent in ein zur Kurbelwelle CS der Brennkraftmaschine BK achsgleich angeordnetes Antriebsrad R2 eingespurt. Zwischen ist jenem auf der Kurbelwelle CS sitzenden Antriebsrad R2 und der Kurbelwelle CS ist eine Freilaufeinrichtung F vorgesehen die es erlaubt, dass die Kurbelwelle CS ggf. schneller dreht als das Antriebsrad R2.
Die Verbringung der Koppelungseinrichtung K in einen gewünschten Schaltzustand erfolgt durch eine hier nicht weiter dargestellte Aktuatoreinrichtung die insbesondere als elektrome- chanischer Aktuator ausgebildet sein kann. Durch diese Aktuatoreinrichtung wird dann die Kopplungseinrichtung K in einen Zustand gebracht in welchem des Starterritzel R1 entweder über das Hohlrad Ho oder den Planetenträger St getrieben wird.
Wie eingangs bereits ausgeführt, ist es auch möglich, zwischen dem Starterritzel und jenem Ausgang des Planetengetriebes G mit der höheren Übersetzung (d.h. dem langsameren Ausgang) eine Freilaufeinrichtung vorzusehen und die Kopplungseinrichtung K so auszubilden dass über diese selektiv das Starterritzel R1 mit dem schneller rotierenden Ausgang des Planetengetriebes koppelbar ist. Wird dann die Koppelungseinrichtung in einen Schaltzustand verbracht, in welchem das Starterritzel an den schnelleren, d.h. den geringer übersetzten Ausgang angekoppelt ist, so überholt das Starterritzel über den Freilauf jenen langsameren Ausgang. Die Betätigung der Koppelungseinrichtung kann durch ein Stellglied erfolgen, das koaxial durch die beiden Sonnenräder S01 , So2 und ggf. den Elektromotor hindurchgeführt ist. Dann kann der vorzugsweise elektromagnetische Aktuator auf einer dem Planetengetriebe abgewandten Seite des Elektromotors angeordnet werden. Es ist auch möglich die Kopplungsein- richtung K über Komponenten des Planetengetriebes P zu betätigen. So kann insbesondere das Hohlrad Ho, oder der Planetenträger St axialverschiebbar geführt werden, so dass durch entsprechende Verlagerung dieser Komponenten der Schaltzustand der Kopplungseinrichtung K einstellbar ist. Die Kopplungseinrichtung K kann auch über eine Mechanik angesteuert werden die über den Elektromotor betätigt wird. So kann diese Mechanik so gestaltet sein, dass durch ein kurzzeitiges Betreiben des Elektromotors in Gegenrichtung der Schaltzustand der Koppelungseinrichtung geändert wird. Der momentane Schaltzustand der Koppelungseinrichtung kann auch durch Sensoreinrichtungen erfasst und Steuerungstechnisch berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, im Bereich der Anlasseranordnung eine autonom agierende Stellmechanik vorzusehen die beispielsweise temperaturabhängig, oder in Abhängigkeit vom Motorstrom eine geeignete Umschaltung des Systems veranlasst. So kann beispielsweise bei Erreichen eines Motorstromgrenzwertes eine reibschlüssige Koppelung zwischen den Starterritzel R1 und dem schneller drehenden Leistungsausgang des Planetengetriebes P aufgehoben werden und dann der langsamere Ausgang über einen Freilauf das Starterritzel treiben.
Bezugszeichenliste
BK Brennkraftmaschine
CS Kurbelwelle
E Elektromotor
F Freilaufeinrichtung
G Planetengetriebe
Ho Hohlradanordnung
K Koppelungseinrichtung
P Planetenanordnung
P1 Planeten
P2 Planeten
R1 Starterritzel
R2 Antriebsrad
501 Sonnenrad
502 Sonnenrad
St Planetenträger
X Getriebeachse

Claims

Patentansprüche
1 . Elektromechanische Anlasseranordnung mit:
- einem Elektromotor (E),
einem ersten Sonnenrad (So1 ), das durch den Elektromotor (E) angetrieben ist und den Leistungseingang eines Planetengetriebes (G) darstellt,
einer Hohlradanordnung (Ho), die Bestandteil des Planetengetriebes (G) bildet und konzentrisch zu einer durch das Sonnenrad (So1 ) definierten Getriebeachse (X) an- geordnet ist,
einem zum Umlauf um die Getriebeachse (X) vorgesehenen Planetenträger (St), der ebenfalls Bestandteil des Planetengetriebes (G) bildet,
einer Planetenanordnung (P), die auf dem Planetenträger (St) sitzt und mit diesem umläuft, wobei das erste Sonnenrad (So1 ) radial von innen her in wenigstens einen Pla- neten (P1 ) der Planetenanordnung (P) eingreift, und zudem wenigstens ein Planet
(P1 ) der Planetenanordnung (P) radial von innen her in die Hohlradanordnung (Ho) eingreift, und
einem gleichachsig zur Getriebeachse (X) angeordneten Starterritzel (R1 ) das den Leistungsausgang des Planetengetriebes (G) darstellt,
- wobei in einem kinematisch zwischen dem Starterritzel (R1 ) und dem Planetenträger
(St) liegenden Bereich eine Koppelungseinrichtung (K) vorgesehen ist, über welche das Starterritzel (R1 ) selektiv mit dem Planetenträger (St) oder dem Hohlrad (Ho) drehstarr koppelbar ist.
2. Anlasseranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Sonnenrad (So2) vorgesehen ist, das radial von innen her in die Planetenanordnung (P) eingreift.
3. Anlasseranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (So2) stationär festgelegt ist.
4. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenanordnung (P) wenigstens ein Paar von miteinander in Eingriff stehenden und damit miteinander gegensinnig drehbar gekoppelten Planeten (P1 , P2) umfasst.
5. Anlasseranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander in Eingriff stehenden Planeten (P1 , P2) zueinander axial versetzt angeordnet sind und deren Außenverzahnungen in einem zwischen den Verzahnungsebenen der beiden Sonnenräder (So1 , So2) liegenden Bereich miteinander in Eingriff stehen.
6. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Koppelungseinrichtung (K) ein formschlüssig koppelndes Kopplungsglied um- fasst.
7. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelungseinrichtung (K) ein reibschlüssig koppelndes Kopplungsglied um- fasst.
8. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Starterritzel (R1 ) permanent in ein zur Kurbelwelle (CS) der Brennkraftmaschine (BK) achsgleich angeordnetes Antriebsrad (R2) eingespurt ist.
9. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelungseinrichtung (K) eine Freilaufeinrichtung umfasst.
10. Anlasseranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass ein zur Betätigung der Koppelungseinrichtung (K) vorgesehenes Stellglied koaxial durch die beiden Sonnenräder (So1 , So2) hindurchgeführt ist.
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DE343018C (de) 1919-05-27 1921-10-27 Robert Bosch Akt Ges Elektrische Anlassvorrichtung fuer Verbrennungsmotoren
GB2172673A (en) * 1985-03-18 1986-09-24 Sundstrand Corp A multi-range starter-generator drive
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