STARTANLAGE FÜR EINE VERBRENNUNGSKRAFTMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Starterbaukastensystem für einen Starter eines Verbrennungsmotors, insbesondere in Kraftfahrzeugen.

Stand der Technik

[0002] Es ist bekannt, dass Verbrennungskraftmaschinen bis zum Erreichen eines Selbstlaufes angedreht werden müssen. Hierzu werden in Kraftfahrzeugen sogenannte Startanlagen eingesetzt. Diese Startanlagen umfassen einen von einer Kraftfahrzeugbatterie gespeisten Startermotor, ein Vorgelegegetriebe und eine Einspuranordnung. Zum Starten der Verbrennungskraftmaschine wird der Startermotor über einen Starterschalter (Zündschalter) mit der Kraftfahrzeugbatterie verbunden. Mit Inbetriebsetzung des Startermotors wird ein Ritzel in einen auf einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Zahnkranz eingespurt, so dass die Verbrennungskraftmaschine angedreht werden kann. Da die Startermotoren eine wesentlich höhere Drehzahl besitzen als die zum Andrehen der Verbrennungskraftmaschine benötigten Drehzahlen, erfolgt eine Anpassung dieser Drehzahlen über ein Vorgelegegetriebe. Das Vorgelegegetriebe ist üblicherweise als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Sonnenrad von dem Startermotor antreibbar ist und die Kurbelwelle mit den Planetenrädern wirkverbunden ist.

[0003] Ein zum Andrehen der Verbrennungskraftmaschine benötigtes Kurbelwellen-Drehmoment und eine Kurbelwellen-Mindestdrehzahl hängen von Parametern der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise Hubvolumen, Zylinderzahl, Kompression, Reibungsverlusten, Temperatur, Zusatzlasten ab. Somit ist eine Startanlage den Parametern der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Es werden insbesondere Startanlagen mit unterschiedlichen Ausgangsleistungen und/oder unterschiedlichen Ausgangsdrehzahlen benötigt.

[0004] Bei den bekannten Startanlagen ist nachteilig, da diese zum Erreichen einer hohen Bauraumausnutzung in einer sogenannten verschachtelten Bauweise ausgebildet sind, dass zur Anpassung der Starterleistung und/oder der Starter-Ausgangsdrehzahlen eine Vielzahl unterschiedlich dimensionierter Startanlagen benötigt werden. Eine Anpassung an geänderte Parameter einer Verbrennungskraftmaschine kann nur über eine Neudimensionierung beziehungsweise -konstruktion der gesamten Startanlage erfolgen.

[0005] Aus der GB 2 184 787 A ist es bekannt, den Zusammenbau einer Startanlage dadurch zu beschleunigen und zu verbessern, indem ein Element der Startanlage, nämlich das Reduziergetriebe, in einem bereits zusammengesetzten Zustand in den Herstellungsprozess eingebracht wird. Dabei führen erforderliche Änderungen der Startercharakteristik aber weiterhin zu einer erheblichen Umkonstruktion oder Neukonstruktion. Die DE 197 45 997 A1 schlägt vor, eine elektrische Maschine über eine Zwischenübersetzung mit einer Welle im Antriebsstrang der Brennkraftmaschine zu koppeln, damit die elektrische Maschine sowohl beim Starten der Brennkraftmaschine eine ausreichende mechanische Leistung liefert und sicher übertragen kann, als auch beim Betrieb als Generator mit höheren Drehzahlen eine hohe elektrische Leistung liefern kann.

Vorteile der Erfindung

[0006] Das erfindungsgemäße Starterbaukastensystem für eine Startanlage eines Verbrennungsmotors mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass in einfacher Weise eine Anpassung an Verbrennungskraftmaschinen mit unterschiedlichen Parametern erfolgen kann. Dadurch, dass die Hauptkomponenten der Startanlage als Einzelmodule ausgebildet sind und variabel zu Startanlagen mit unterschiedlichen Parametern ergänzbar sind, lassen sich in einfacher Weise aus den Einzelmodulen unterschiedliche Startanlagen fertigen, ohne dass es einer Umkonstruktion der gesamten Startanlage bedarf. Dabei weist das Starterbaukastensystem eine Mehrzahl von Modulmengen verschiedener Modultypen auf, wobei eine erste Modulmenge mindestens ein Antriebsmodul und eine zweite Modulmenge mindestens ein Getriebemodul aufweist und mindestens eine dieser Modulmengen mindestens zwei Module eines Modultyps aufweist. Jedes Antriebsmodul weist eine erste standardisierte Schnittstelle in Form eines Ritzels und jedes Getriebemodul eine zweite standardisierte Schnittstelle in Form einer Aufnahme für ein Ritzel auf. Dadurch ist ein Antriebsmodul mit unterschiedlichen Getriebemodulen und/oder ein Getriebemodul mit unterschiedlichen Antriebsmodulen kombinierbar. So kann die Anpassung der Startanlage an eine gewünschte Kurbelwellendrehzahl ausschließlich über die Getriebemodule erfolgen, beziehungsweise ist es möglich, unterschiedliche Kurbelwellendrehmomente über Antriebsmodule mit unterschiedlichen Leistungsparametern, jedoch gleichen Getriebemodulen, zu erzielen.

[0007] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Starterbaukastensystem ein Elektronikmodul aufweist: Hierdurch wird es möglich, dass die Hauptkomponenten der Startanlage, jede für sich genommen, auf gewünschte Ausgangsparameter optimiert werden können, so dass entsprechend der vorhandenen unterschiedlich dimensionierten Einzelmodule die gewünschte Startanlage mit den erforderlichen Parametern zusammengesetzt werden kann.

[0008] Insgesamt wird deutlich, dass durch das modulare Konzept des Starterbaukastensystems gleiche Baugruppen für unterschiedliche Startanlagen-Leistungsklassen eingesetzt werden können. Durch Berücksichtigung von Standardmaßen bei den einzelnen Baugruppen (Modulmengen) lassen sich diese somit kostengünstig endmontieren, wobei ein Fertigungsaufwand und somit die Fertigungskosten reduziert sind. Insbesondere ergibt sich hierdurch auch eine hohe Flexibilität bei der Endmontage der Startanlage, insbesondere bei einer schnellen Anpassung an geänderte Applikationsanforderungen von unterschiedlichen Verbrennungsmotoren.

[0009] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen

[0010] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Schnittdarstellung einer Startanlage, die aus einem ersten Ausführungsbeispiel eines Starterbaukastensystems gefertigt wurde;

Figur 2

Hauptbaugruppen der Startanlage gemäß Figur 1;

Figur 3

eine Schnittdarstellung einer Startanlage, die aus einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Starterbaukastensystems gefertigt wurde, und

Figur 4

ein Blockschema zur Fertigung einer Startanlage aus einem Starterbaukastensystem

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0011] Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Startanlage für eine nicht dargestellte Verbrennungskraftmaschine. Die Startanlage 10 umfasst innerhalb eines Gehäuses 12 einen Startermotor 14 und ein als Planetengetriebe ausgebildetes Vorgelegegetriebe 16. Aufbau und Funktion derartiger Startanlagen 10 sind bekannt, so dass in der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll.

[0012] In Figur 2 sind Schnittansichten der zwei Hauptgruppen der Startanlage in nicht endmontiertem Zustand gezeigt. Hierbei bildet der Antriebsmotor 14 ein Antriebsmodul 18 und das Vorgelegegetriebe 16 ein Getriebemodul 20. Der Startermotor 14 ist ein Gleichstrommotor, dessen Aufbau und Funktion ebenfalls allgemein bekannt sind. Eine Ankerwelle 22 des Startermotors 14 trägt ein Ritzel 24, das drehfest auf der Ankerwelle 22 angeordnet ist. Die Ankerwelle 22 ist über das Gehäuse 26 des Startermotors 14 hinaus verlängert und ist in eine Führung 28 des Vorgelegegetriebes 16 einbringbar. Beim Montieren des Antriebsmoduls 18 mit dem Getriebemodul 20 greift die Ankerwelle 22 in die Führung 28 ein, so dass das Aufsteckritzel 24 Planetenräder 30 des Vorgelegegetriebes 16 kämmt. Das Aufsteckritzel 24 bildet somit das Sonnenrad des Vorgelegegetriebes (Planetengetriebe) 16. Eine Ausgangswelle 32 des Getriebemoduls 20 trägt ein Ritzel 34, das in einen auf einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Zahnkranz in an sich bekannter Weise einspurbar ist.

[0013] Entsprechend einer Drehzahlanforderung und/oder einer Drehmomentenanforderung zum Starten (Andrehen) der Verbrennungskraftmaschine kann durch entsprechende Auswahl des Antriebsmoduls 18 und/oder des Getriebemoduls 20 die Startanlage 10 entsprechend dimensioniert werden. Das Drehmoment lässt sich durch Auswahl einer Leistung des Startermotors, die beispielsweise zwischen 0.7 kW und 2,3 kW liegen kann, erreichen. Die Anpassung an eine benötigte Drehzahl lässt sich durch Übersetzung des Vorgelegegetriebes 20 bestimmen, wobei durch Auswahl eines entsprechenden Aufsteckritzels 24 die Übersetzung bei ansonsten gleichem Antriebsmodul 18 und Getriebemodul 20 variiert werden kann. Es wird deutlich, dass so mit geringem Aufwand Startanlagen 10 für unterschiedliche Anforderungen, beispielsweise hinsichtlich eines Kurbelwellendrehmomentes und/oder einer Kurbelwellendrehzahl, in einfacher Weise bereitgestellt werden können. Die einzelnen Grundkomponenten der Startanlage 10 lassen sich in Massenfertigung preisgünstig herstellen, da eine konkrete Anpassung entweder durch Auswahl des Antriebsmoduls 18 und/oder Auswahl des Aufsteckritzels 24 und/oder des Getriebemoduls 20 möglich ist.

[0014] Ein Freilauf der Startanlage 10 ist in das Vorgelegegetriebe 20 integriert. Dieser Freilauf trennt den Startermotor 14 von der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine, wenn diese eine Mindestdrehzahl hat. Hierdurch wird vermieden, dass bei Überholen der Ankerdrehzahl durch die Kurbelwellendrehzahl eine Beschädigung des Antriebsmotors 14 eintreten kann.

[0015] Figur 3 zeigt eine modifizierte Startanlage 10, bei der zusätzlich zu dem Antriebsmodul 18 und dem Getriebemodul 20 ein Elektronikmodul 36 integriert ist. Das Elektronikmodul 36 übernimmt Steuerfunktionen für die Startanlage 10, beispielsweise eine Start-Stopp-Funktion, eine Stromtaktung und/oder eine Wegfahrsperrenfunktion. Derartige Funktionen sind ebenfalls bekannt. Für die vorliegende Erfindung von Interesse ist, dass das Elektronikmodul 36 als Kompaktmodul mit in das Gehäuse 12 der Startanlage 10 integriert ist. Das Elektronikmodul 36 kann beispielsweise an das Antriebsmodul 18 angeflanscht sein. Zur Überbrückung der axialen Erstreckung des Elektronikmoduls 36 ist die Ankerwelle 22 entsprechend länger ausgebildet, so dass diese in den Führungsabschnitt 28 des Getriebemoduls 20 eingreifen kann. Anhand der Figur 3 wird ohne weiteres deutlich, dass durch Austausch des Elektronikmoduls 36 unterschiedliche Funktionen der Startanlage 10, wie vom Anwender gewünscht, ohne weiteres in die Startanlage 10 impliziert werden können. Die übrigen Bestandteile, das Antriebsmodul 18 und das Getriebemodul 20, bleiben von einer derartigen Anpassung unberührt.

[0016] Insgesamt lässt sich feststellen, dass jedes der einzelnen Module, das heißt das Antriebsmodul 18, das Elektronikmodul 36 und/oder das Getriebemodul 20, für sich optimiert werden kann. Diese sind soweit standardisiert, dass bei der Endmontage der Startanlagen 10 jeweils unterschiedlich vorrätige Antriebsmodule 18, Elektronikmodule 36 und Getriebemodule 20 wahlweise miteinander kombiniert werden können. Entscheidend hierfür ist einzig und allein die Anforderung des Anwenders der Startanlage 10.

[0017] Figur 4 verdeutlicht in einem Blockschaltbild die Endmontage von Startanlagen 10 aus unterschiedlichen Modulen. Hierbei ist mit 40 die Fertigung der Antriebsmodule 18, mit 42 die Fertigung der Getriebemodule 20 und mit 44 die Fertigung der Elektronikmodule 36 bezeichnet. Für die Fertigung der Antriebsmodule 18 ist hierbei innerhalb des Komplexes 40 beispielsweise angedeutet, dass in einem Schritt 46 die Ankerwelle bereit gestellt wird, in einem Schritt 48 die Ankermontage erfolgt, in einem Schritt 50 die Polgehäusemontage erfolgt und schließlich in einem Schritt 52 die Montage des Antriebsmoduls 18 erfolgt.

[0018] Gemäß der Applikationsanforderung an die Startanlage 10 werden dann in einem Endschritt 54 das entsprechende Antriebsmodul 18, das entsprechende Getriebemodul 20 sowie das entsprechende Elektronikmodul 36 zu der gewünschten Startanlage 10 komplettiert. Durch den erläuterten modulweisen Aufbau, wobei die einzelnen Module auch bei unterschiedlichen Leistungsparametern beziehungsweise Übersetzungsparametern kompatibel zueinander sind, lässt sich die Fertigung von Startanlagen 10 erheblich vereinfachen und somit kostengünstiger gestalten.

Ansprüche

1. Starterbaukastensystem für eine Startanlage (10) eines Verbrennungsmotors, mit einer Mehrzahl von Modulmengen verschiedener Modultypen, wobei eine erste Modulmenge mindestens ein Antriebsmodul (18) und eine zweite Modulmenge mindestens ein Getriebemodul (20) aufweist und mindestens eine dieser Modulmengen mindestens zwei Module eines Modultyps aufweist, wobei jedes Antriebsmodul (18) eine erste standardisierte Schnittstelle in Form eines Ritzels (24) und jedes Getriebemodul (20) eine zweite standardisierte Schnittstelle in Form einer Aufnahme für ein Ritzel (24) aufweist, sodass ein Antriebsmodul (18) und ein Getriebemodul (20) durch Zusammenbringen der ersten und der zweiten Schnittstelle miteinander wirkverbindbar sind und wobei mindestens ein Modul einer Modulmenge mit mindestens zwei Modulen einer anderen Modulmenge verbindbar ist.

2. Starterbaukastensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Starterbaukastensystem ein Elektronikmodul (36) aufweist.

3. Starterbaukastensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul (20) ein Planetengetriebe aufweist.

4. Starterbaukastensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad des Planetengetriebes (16) ein Aufsteckritzel (24) einer Antriebswelle (22) des Antriebsmoduls (18) ist.

5. Starterbaukastensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul (20) einen integrierten Freilauf aufweist.

6. Starterbaukastensystem nach einem Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (36) zwischen Antriebsmodul (18) und Getriebemodul (20) angeordnet ist.

Claims

1. Starter building block system for a starting system (10) for an internal combustion engine, having two or more module sets of different module types, with a first module set having at least one drive module (18) and a second module set having at least one transmission module (20), and at least one of these module sets having at least two modules of one module type, with each drive module (18) having a first standardized interface in the form of a pinion (24), and each transmission module (20) having a second standardized interface in the form of a holder for a pinion (24), so that a drive module (18) and a transmission module (20) can be operatively connected to one another by moving the first and the second interface together, and in which case at least one module in one module set can be connected to at least two modules of another module set.

2. Starter building block system according to Claim 1, characterized in that the starter building block system has an electronics module (36).

3. Starter building block system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission module (20) has an epicyclic transmission.

4. Starter building block system according to Claim 3, characterized in that a sun wheel of the epicyclic transmission (16) is a plug-on pinion (24) for a driveshaft (22) for the drive module (18).

5. Starter building block system according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission module (20) has an integrated freewheeling mechanism.

6. Starter building block system according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the electronics module (36) is arranged between the drive module (18) and the transmission module (20).

Revendications

1. Système modulaire de démarrage pour une installation de démarrage (10) d'un moteur à combustion interne, comportant un grand nombre de quantités de modules dont le type est différent,
dans lequel une première quantité de modules présente au moins un module d'entraînement (18) et une deuxième quantité de modules au moins un module de transmission (20) et au moins une de ces quantités de modules présente deux modules d'un type,
chaque module d'entraînement (18) présente une première interface standardisée sous forme d'un pignon (24) et chaque module de transmission (20) une deuxième interface standardisée sous forme d'un logement pour un pignon (24), de sorte qu'un module d'entraînement (18) et un module de transmission (20) peuvent être activement reliés l'un à l'autre en rassemblant la première et la deuxième interface, et
au moins un module d'une quantité de modules peut être relié à au moins deux modules d'une autre quantité de modules.

2. Système modulaire de démarrage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le système modulaire de démarrage présente un module électronique (36).

3. Système modulaire de démarrage selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le module de transmission (20) présente un engrenage planétaire.

4. Système modulaire de démarrage selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
une roue solaire de l'engrenage planétaire (16) est un pignon à rapporter (24) d'un arbre de transmission (22) du module d'entraînement (18).

5. Système modulaire de démarrage selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le module de transmission (20) présente une roue libre intégrée.

6. Système modulaire de démarrage selon l'une des revendications 2 à 5,
caractérisé en ce que
le module électronique (36) est placé entre le module d'entraînement (18) et le module de transmission (20).

Zeichnung