DE19955061A1

DE19955061A1 - Startanlage für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE19955061A1
Application number: DE19955061A
Authority: DE
Inventors: Harald Buehren; Karsten Mueller; Manfred Klaue; Orf Schneider; Stefan Ossenkopp; Siegbert Wessels
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-05-23
Also published as: US6834630B1; JP2003515035A; BR0007529A; DE50010668D1; WO2001036815A1; ZA200105750B; JP4638643B2; EP1149240B1; EP1149240A1; ES2243339T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Startanlage für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Startermotor, einem Vorgelegegetriebe und einer Einspuranordnung. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass die Hauptkomponenten der Startanlage (10) als Einzelmodule ausgebildet sind und variabel zu Startanlagen (10) mit unterschiedlichen Parametern ergänzbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Startanlage für eine Ver brennungskraftmaschine, insbesondere in Kraftfahr zeugen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge nannten Merkmalen.

Stand der Technik

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 Einspur anordnung. Zum Starten der Verbrennungskraftmaschine wird der Startermotor über einen Starterschalter (Zündschalter) mit der Kraftfahrzeugbatterie verbun den. Mit Inbetriebsetzung des Startermotors wird ein Ritzel in einen auf einer Kurbelwelle der Verbren nungskraftmaschine angeordneten Zahnkranz eingespurt, so dass die Verbrennungskraftmaschine angedreht wer den kann. Da die Startermotoren eine wesentlich höhere Drehzahl besitzen als die zum Andrehen der Verbrennungskraftmaschine benötigten Drehzahlen, er folgt eine Anpassung dieser Drehzahlen über ein Vorgelegegetriebe. Das Vorgelegegetriebe ist übli cherweise als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das Sonnenrad von dem Startermotor antreibbar ist und die Kurbelwelle mit den Planetenrädern wirkverbunden ist.

Ein zum Andrehen der Verbrennungskraftmaschine benö tigtes Kurbelwellen-Drehmoment und eine Kurbelwellen- Mindestdrehzahl hängen von Parametern der Verbren nungskraftmaschine, beispielsweise Hubvolumen, Zylin derzahl, Kompression, Reibungsverlusten, Temperatur, Zusatzlasten ab. Somit ist eine Startanlage den Parametern der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Es werden insbesondere Startanlagen mit unterschied lichen Ausgangsleistungen und/oder unterschiedlichen Ausgangsdrehzahlen benötigt.

Bei den bekannten Startanlagen ist nachteilig, da diese zum Erreichen einer hohen Bauraumausnutzung in einer sogenannten verschachtelten Bauweise ausgebil det 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 Neu dimensionierung beziehungsweise -konstruktion der gesamten Startanlage erfolgen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Startanlage mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vor teil, dass in einfacher Weise eine Anpassung an Ver brennungskraftmaschinen mit unterschiedlichen Para metern erfolgen kann. Dadurch, dass die Haupt komponenten der Startanlage als Einzelmodule aus gebildet sind und variabel zu Startanlagen mit unterschiedlichen Parametern ergänzbar sind, lassen sich in einfacher Weise aus den Einzelmodulen unter schiedliche Startanlagen erzielen, ohne dass es einer Umkonstruktion der gesamten Startanlage bedarf.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Startanlage ein Antriebsmodul, ein Getriebemodul und ein Elektronikmodul umfasst. Hierdurch wird es möglich, dass die Hauptkomponenten der Startanlage jedes für sich genommen auf ge wünschte Ausgangsparameter optimiert werden kann, so dass entsprechend der vorhandenen unterschiedlichen dimensionierten Einzelmodule die gewünschte Start anlage mit den erforderlichen Parametern zusammen gesetzt werden kann. Ferner ist bevorzugt, wenn ein Antriebsmodul mit unterschiedlichen Getriebemodulen kombinierbar ist, so dass die Anpassung der Start anlage an eine gewünschte Kurbelwellen-Drehzahl aus schließlich über die Getriebemodule erfolgen kann. Somit sind gleichartige Antriebsmodule mit den ent sprechenden Getriebemodulen kombinierbar. Anderer seits ist genauso möglich, unterschiedliche Kurbel wellen-Drehmomente über Antriebsmodule mit unter schiedlichen Leistungsparametern, jedoch gleichen Getriebemodulen, zu erzielen.

Insgesamt wird deutlich, dass durch die erfindungs gemäß vorgesehene modulare Bauform der Startanlage gleiche Baugruppen für unterschiedliche Startanlagen- Leistungsklassen eingesetzt werden können. Durch Be rücksichtigung von Standardmaßen bei den einzelnen Baugruppen 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 Applikations anforderungen von unterschiedlichen Verbrennungs kraftmaschinen.

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

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei spielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfin dungsgemäße Startanlage in einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 Hauptbaugruppen der Startanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch eine Start anlage in einem zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig. 4 ein Blockschema zur Fertigung der erfin dungsgemäßen Startanlagen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Startanlage für eine nicht dargestellte Verbrennungs kraftmaschine. 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.

In Fig. 2 sind Schnittansichten der zwei Haupt gruppen 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 Gleich strommotor, 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 Vorgelege getriebes 16 kämmt. Das Aufsteckritzel 24 bildet somit das Sonnenrad des Vorgelegegetriebes (Planeten getriebe) 16. Eine Ausgangswelle 32 des Getriebe moduls 20 trägt ein Ritzel 34, das in einen auf einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angeordne ten Zahnkranz in an sich bekannter Weise einspurbar ist.

Entsprechend einer Drehzahlanforderung und/oder einer Drehmomentenanforderung zum Starten (Andrehen) der Verbrennungskraftmaschine kann durch entsprechende Auswahl des Antriebsmoduls 18 und/oder des Getriebe moduls 20 die Startanlage 10 entsprechend dimensio niert 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 bestim men, wobei durch Auswahl eines entsprechenden Auf steckritzels 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 Kurbelwellen drehzahl, in einfacher Weise bereitgestellt werden können. Die einzelnen Grundkomponenten der Start anlage 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.

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

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Startanlage 10, bei der zusätzlich zu dem Antriebsmodul 18 und dem Ge triebemodul 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 Wegfahr sperrenfunktion. 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 Getriebe moduls 20 eingreifen kann. Anhand der Fig. 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 der artigen Anpassung unberührt.

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 Start anlagen 10 jeweils unterschiedlich vorrätige An triebsmodule 18, Elektronikmodule 36 und Getriebe module 20 wahlweise miteinander kombiniert werden können. Entscheidend hierfür ist einzig und allein die Anforderung des Anwenders der Startanlage 10.

Fig. 4 verdeutlicht in einem Blockschaltbild die Endmontage von Startanlagen 10 aus unterschiedlichen Modulen. Hierbei ist mit 40 die Fertigung der An triebsmodule 18, mit 42 die Fertigung der Getriebe module 20 und mit 44 die Fertigung der Elektronik module 36 bezeichnet. Für die Fertigung der Antriebs module 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.

Gemäß der Applikationsanforderung an die Startanlage 10 werden dann in einem Endschritt 54 das ent sprechende Antriebsmodul 18, das entsprechende Ge triebemodul 20 sowie das entsprechende Elektronik modul 36 zu der gewünschten Startanlage 10 komplet tiert. Durch den erläuterten modulweisen Aufbau, wobei die einzelnen Module auch bei unterschiedlichen Leistungsparametern beziehungsweise Übersetzungs parametern kompatibel zueinander sind, lässt sich die Fertigung von Startanlagen 10 erheblich vereinfachen und somit kostengünstiger gestalten.

Claims

1. Startanlage für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Starter motor, einem Vorgelegegetriebe und einer Einspur anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt komponenten der Startanlage (10) als Einzelmodule ausgebildet sind und variabel zu Startanlagen (10) mit unterschiedlichen Parametern ergänzbar sind.

2. Startanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Startanlage (10) ein Antriebsmodul (18), ein Getriebemodul (20) und ein Elektronikmodul (36) umfasst.

3. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmodul (18) mit unterschiedlichen Getriebemodulen (20) kombinierbar ist.

4. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul (20) mit unterschiedlichen Antriebsmodulen (18) kombinierbar ist.

5. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul (20) ein Planetengetriebe umfasst.

6. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnenrad des Planetengetriebes ein Aufsteckritzel (24) einer Antriebswelle (22) des Antriebsmoduls (18) ist.

7. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebemodul (20) einen integrierten Freilauf umfasst.

8. Startanlage nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikmodul (36) zwischen Antriebsmodul (18) und Getriebemodul (20) angeordnet ist.