DE19810592A1

DE19810592A1 - Electrical machine

Info

Publication number: DE19810592A1
Application number: DE19810592A
Authority: DE
Inventors: Barlas Turgay; Martin-Peter Bolz; Juergen Glauning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-07-08
Also published as: KR20010015699A; DE59809102D1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to an electrical machine those mentioned in the preamble of claim 1 Characteristics.

State of the art

Es ist bekannt, daß Brennkraftmaschinen in Kraftfahr zeugen mittels einer Startvorrichtung gestartet wer den müssen, da sie nicht in der Lage sind von alleine anzulaufen. Zu diesem Zweck werden üblicherweise elektrisch betriebene Startermotoren eingesetzt, die über ein als sogenanntes Einrückrelais ausgebildetes Starterrelais mit einer Spannungsquelle verbunden werden. Gleichzeitig wird zum Andrehen ein Ritzel des Startermotors mit einem üblicherweise auf einem Schwungrad der Brennkraftmaschine angebrachten Zahn kranz in Eingriff gebracht. Unmittelbar nach Errei chen des Selbstlaufes der Brennkraftmaschine muß der Startermotor ausgespurt werden, um einen erhöhten Verschleiß und eine starke Geräuschentwicklung zu vermeiden. Soll der Starter aus bestimmten Gründen in einem ständigen Eingriff bleiben, so muß er für einen Dauerbetrieb auch mit höheren Drehzahlen ausgelegt sein.It is known that internal combustion engines are used in motor vehicles testify who started by means of a starter because they are unable to do it by themselves tarnish. For this purpose, usually electrically operated starter motors are used, the via a so-called engagement relay Starter relay connected to a voltage source become. At the same time, a pinion of the Starter motor with one usually on one Flywheel of the tooth attached to the internal combustion engine wreath engaged. Immediately after Errei Chen the self-running of the internal combustion engine must Starter motor can be unraveled for an increased Wear and a lot of noise avoid. If the starter is in for certain reasons a constant intervention, it must be for one Continuous operation also designed at higher speeds be.

Ebenso ist bekannt, daß Kraftfahrzeuge mit einem Ge nerator ausgerüstet sind, der einerseits für eine Versorgung eines elektrischen Bordnetzes des Kraft fahrzeuges und andererseits für ein Laden der zur zusätzlichen Pufferung des elektrischen Bordnetzes und zum Betrieb des Startermotors notwendigen Span nungsquelle sorgt. Dieser Generator, auch als Licht maschine bezeichnet, wird üblicherweise mittels Zug mittel direkt über die Kurbelwelle der Brennkraft maschine angetrieben. Der Generator gibt seine Nenn leistung typischerweise bei einer mittleren Drehzahl ab, muß jedoch so dimensioniert sein, daß er auch schon bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine eine ausreichende elektrische Leistung abgeben kann, um bei längeren Standzeiten im Leerlauf eine Ent ladung der Spannungsquelle zu verhindern. Gleich zeitig jedoch muß er für die Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine ausgelegt sein und dabei noch eine ausreichende Kühlung erfahren. Die Kühlung bei höhe ren Drehzahlen erfolgt meist durch Luftventilation, die durch aufgebrachte Lüfterflügel unterstützt wird.It is also known that motor vehicles with a Ge are equipped for one Supply of an electrical system of the power vehicle and on the other hand for a shop for additional buffering of the electrical system and chip necessary to operate the starter motor source of supply. This generator, also called light machine is usually called by train medium directly via the crankshaft of the internal combustion engine machine driven. The generator gives its nominal performance typically at medium speed from, but must be dimensioned so that it also even when the engine is idling can deliver sufficient electrical power, in order to avoid a Ent to prevent charging of the voltage source. Soon in time, however, it must be for the maximum speed of the Internal combustion engine designed and yet another experience adequate cooling. Cooling at high Their speeds are usually achieved by air ventilation, which is supported by attached fan blades.

Soll eine elektrische Maschine wechselweise als Star ter wie auch als Generator betreibbar sein, stellt sich zunächst das Problem einer drehzahlmäßigen Aus legung. Beim Betrieb als Startermotor wird ein großes Anfahrdrehmoment sowie eine relativ hohe Leistung bei niedriger Drehzahl benötigt. Zur sicheren Übertragung einer solch großen Leistung wird zweckmäßigerweise eine Ankoppelung an einen Antriebsstrang der Brenn kraftmaschine mit einer Zahnradpaarung gewählt, die nach dem Starten der Brennkraftmaschine getrennt wird. Der Generator muß jedoch in der Lage sein, über einen weiten Drehzahlbereich eine ausreichende Lei stungsabgabe sicherzustellen, und dies, ohne bei Ma ximaldrehzahl einer Überhitzungsgefahr ausgesetzt zu sein. Soll der Generator für eine hohe elektrische Leistungsabgabe ausgelegt werden, wie sie für moderne Kraftfahrzeuge mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern wie Stell- und Servomotoren notwendig ist, stoßen herkömmliche Riementriebe an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit.Should an electrical machine alternately as a star ter as well as being operable as a generator first the problem of a speed off laying. When operating as a starter motor it becomes a big one Starting torque and a relatively high performance low speed required. For secure transmission such a great achievement is expedient a coupling to a drive train of the Brenn engine selected with a gear pair, the separated after starting the internal combustion engine becomes. However, the generator must be able to a sufficient lei over a wide speed range ensure the delivery of the goods, and this without ximal speed exposed to a risk of overheating be. The generator is designed for high electrical Power output are designed as they are for modern Motor vehicles with a variety of electrical Consumers such as actuators and servomotors are necessary conventional belt drives reach their limits their performance.

Die ältere Patentanmeldung DE 197 19 213.0 beschreibt eine elektrische Maschine, die über ein Planetenge triebe mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraft fahrzeuges kuppelbar ist und die mit zwei verschiede nen Übersetzungsstufen sowohl als Startermotor zum Andrehen der Brennkraftmaschine als auch als Genera tor zur energetischen Versorgung eines elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeuges umschaltbar ist. Nach teilig ist hier jedoch die vorgesehene Umschaltung über einen mechanisch anzulenkenden Hebel über einen linearen Verstellweg sowie die ausschließlich axial wirkenden Reibflächen zur Blockierung eines Hohlrades des Planetengetriebes an dessen Gehäuse oder Plane tenträger. Diese Anordnung macht aufgrund der bei kleinen Radien nur mit hohem Anpreßdruck ausreichend sicher zu übertragenden Kräfte eine hohe Betätigungs kraft am Hebel und/oder eine voluminöse Bauweise des Planetengetriebes erforderlich. Nachteilig ist zudem bei der beschriebenen Ausführungsform, daß keine Selbsthemmung der Schaltstellungen im Planetengetrie be vorgesehen ist. Somit müssen die notwendigen hohen Betätigungskräfte zur Aufrechterhaltung einer ge wünschten Schaltstellung permanent aufgebracht wer den. Kleinere elektrisch betriebene Servomotoren eig nen sich somit nicht zur Aufbringung der Verstell kräfte. Statt dessen sind beispielsweise hydraulische Stellantriebe oder mechanische Stelleinrichtungen mit ausreichenden Hebelübersetzungen vonnöten, was einen konstruktiven Mehraufwand erfordert.The older patent application DE 197 19 213.0 describes an electric machine that over a planetary planet gears with a transmission input shaft of a force vehicle can be coupled and the with two different NEN gear ratios both as a starter motor for Starting the internal combustion engine as well as a genera Gate for the energetic supply of an electrical Vehicle electrical system of the motor vehicle is switchable. After however, the proposed switchover is in part via a mechanically steerable lever linear adjustment and only axially acting friction surfaces for blocking a ring gear of the planetary gear on its housing or tarpaulin carrier. This arrangement makes due to the small radii are only sufficient with high contact pressure forces to be transmitted safely a high actuation force on the lever and / or a voluminous design of the Planetary gear required. Another disadvantage is in the described embodiment that none Self-locking of the switch positions in planetary gear be provided. Thus, the necessary high Actuating forces to maintain a ge desired switch position permanently applied the. Smaller electrically operated servo motors therefore do not apply to the adjustment powers. Instead, there are hydraulic ones, for example Actuators or mechanical actuators with sufficient leverage ratios are required, which additional constructive effort required.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den im Patentan spruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß durch wenigstens zwei Antriebsstellungen sowie eine Neutralstellung eines Planetengetriebes als Antriebs übersetzung für eine elektrische Maschine diese so wohl als Starter zum Andrehen der Brennkraftmaschine als auch als Generator zur Versorgung eines Bordspan nungsnetzes des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann. Die Anordnung der elektrischen Maschine mit dem vorgeschalteten Planetengetriebe, beispielsweise am Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zwischen einer Kupplung und einem Schaltgetriebe, vorzugsweise an einer Getriebeeingangswelle, weist insbesondere den Vorteil auf, daß ohne aufwendige Vorrichtungen zum Ein- und Ausspuren eines herkömmlichen Starters die elektrische Maschine in ständigem Eingriff bleiben kann, und eine Steuerung des Planetengetriebes auf einfache Weise über die Motorsteuerung auf Grundlage fester Parameter vorgenommen werden kann.The device according to the invention with the in patent saying mentioned features 1 has the advantage that by at least two drive positions and one Neutral position of a planetary gear as a drive translation for an electrical machine this way probably as a starter for starting the internal combustion engine as well as a generator for supplying an on-board chip be used network of the motor vehicle can. The arrangement of the electrical machine with the upstream planetary gear, for example on Drive train of the motor vehicle between one Clutch and a manual transmission, preferably on a transmission input shaft, in particular has the Advantage on that without complex devices for Tracking in and out of a conventional starter electrical machine remain in constant engagement can, and a control of the planetary gear simple way based on engine management fixed parameters can be made.

Durch die neben den beiden Antriebsstellungen zusätz lich vorgesehene Neutralstellung kann auf einfache und effektive Weise, wahlweise in automatisierter Form, sowohl einer drohenden Überlastung der elektri schen Maschine vorgebeugt werden, als auch in be stimmten Betriebszuständen eine Verringerung des Energieverbrauches der Brennkraftmaschine durch ein faches Unterbrechen der Wirkverbindung erzielt wer den. Die Umschaltung des Planetengetriebes kann in effektiver Weise durch ein reibschlüssiges Festlegen eines Hohlrades entweder gegen einen Planetenträger oder gegen ein Gehäuse des Planetengetriebes erfol gen, wobei diese Umschaltung über ein mechanisches Schaltmittel bewirkt wird, das auf unterschiedliche Weise, beispielsweise hydraulisch oder elektromoto risch, angesteuert werden kann. So kann eine erste Endstellung eine Blockade des Hohlrades am Gehäuse, eine zweite Endstellung eine Blockierung des Hohl rades am Planetenträger vorsehen. In der Neutral stellung ist das Hohlrad frei drehbar, wodurch eine Wirkverbindung zwischen Antriebsstrang des Kraftfahr zeuges und elektrischer Maschine unterbrochen ist.Due to the additional in addition to the two drive positions The proposed neutral position can be adjusted easily and effective way, optionally in automated Form, both an impending overload of the electri machine are prevented, as well as in be agreed operating conditions a reduction in Energy consumption of the internal combustion engine by one who interrupts the active connection the. Switching the planetary gear can in effectively by frictional engagement a ring gear either against a planet carrier or against a housing of the planetary gear gene, this switching via a mechanical Switching means is effected on different Way, for example hydraulic or electric can be controlled. So a first one End position a blockage of the ring gear on the housing, a second end position blocking the hollow Provide wheels on the planet carrier. In the neutral position, the ring gear is freely rotatable, creating a Active connection between the drive train of the motor vehicle electrical and electrical machine is interrupted.

In vorteilhafter Weise sind die beiden End- bezie hungsweise Arbeitsstellungen des Planetengetriebes unterschiedlich übersetzt. So kann diese Übersetzung beispielsweise in der ersten Endstellung i = 5 betra gen und in der zweiten Endstellung i = 2. Dadurch kann beim Andrehen der Brennkraftmaschine ein hohes Moment bei niederen Drehzahlen übertragen werden. Beim regulären Lauf der Brennkraftmaschine dagegen läuft die elektrische Maschine mit hohen Drehzahlen und kann auf diese Weise eine hohe elektrische Aus gangsleistung liefern. Zudem ist auf diese Weise eine Umschaltung bei einer bestimmten Drehzahl der Brenn kraftmaschine, beispielsweise bei 1.500 U/min, mög lich, womit eine ausreichende elektrische Versorgung des Bordnetzes auch bei länger anhaltenden Leerlauf drehzahlen sichergestellt ist.The two end references are advantageous approximately working positions of the planetary gear translated differently. So this translation can for example, i = 5 in the first end position gen and in the second end position i = 2. Thereby can turn a high when starting the engine Torque at low speeds. In contrast, with the regular running of the internal combustion engine the electrical machine runs at high speeds and can have a high electrical out in this way deliver power. In addition, this is one Switchover at a certain speed of the burner engine, for example at 1,500 rpm, possible Lich, with what an adequate electrical supply the electrical system, even when idling for a long time speeds is ensured.

Die mechanische Umschaltung des Planetengetriebes erfolgt zweckmäßigerweise über ein mit dem Schalthe bel des Kraftfahrzeuges gekoppeltes Stellglied, das wahlweise zusätzlich in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter gesteuert werden kann. Um eine kom pakte Bauweise zu erzielen und gleichzeitig mit ge ringen Verstellkräften eine wirksame Blockierung des Hohlrades entweder am Gehäuse oder am Planetenträger zu erzielen, sind in einer bevorzugten Ausführungs form wenigstens zwei Bremsbacken vorgesehen, die das Hohlrad an dessen größtem Umfang radial von außen umgreifen. Auf diese Weise können bereits mit gerin gen Verstellkräften hohe Kräfte übertragen werden. Das mechanische Schaltmittel kann elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt sein - je nach vorhandener Fahrzeugausrüstung.The mechanical switching of the planetary gear expediently takes place via a with the Schalthe bel of the motor vehicle coupled actuator that optionally additionally depending on different Operating parameters can be controlled. To a com to achieve compact design and at the same time with ge wrestlers effectively block the Ring gear either on the housing or on the planet carrier to achieve are in a preferred embodiment form at least two brake shoes provided that the Ring gear at its largest circumference radially from the outside reach around. This way you can already start with gerin high forces are transmitted against adjusting forces. The mechanical switching means can be electromagnetic, be operated hydraulically or pneumatically - depending on existing vehicle equipment.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further advantageous embodiments of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.

drawings

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:The invention is described below in exemplary embodiment len with reference to the accompanying drawings tert. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer elektrischen Ma schine mit vorgeschaltetem Planetenge triebe; Fig. 1 is a sectional view of an electrical machine with upstream planetary gear;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die elek trische Maschine entsprechend Fig. 1; Fig. 2 is a schematic plan view of the electrical machine corresponding to Fig. 1;

Fig. 3 eine Teil-Frontansicht auf einen Wirkmecha nismus zur Umschaltung des Planetenge triebes; Fig. 3 is a partial front view of a mechanism for Wirkmecha for switching the planetary gear;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht des Plane tengetriebes in einer ersten Stellung I; Fig. 4 is a partial perspective view of the tarpaulin gear in a first position I;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht des Plane tengetriebes in einer Stellung III; Fig. 5 is a partial perspective view of the tarpaulin gear in a position III;

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht des Plane tengetriebes in einer zweiten Stellung II; Fig. 6 is a partial perspective view of the tarpaulin gear in a second position II;

Fig. 7 eine schematische Perspektivansicht auf eine Variante der elektrischen Maschine; Fig. 7 is a schematic perspective view of a variant of the electrical machine;

Fig. 8 eine Schnittansicht der elektrischen Ma schine entsprechend Fig. 7; Fig. 8 is a sectional view of the electrical machine according to Fig. 7;

Fig. 9 eine perspektivische Teilschnittansicht der elektrischen Maschine mit Planetengetriebe entsprechend Fig. 8; FIG. 9 shows a perspective partial sectional view of the electrical machine with planetary gear corresponding to FIG. 8;

Fig. 10a eine perspektivische Ansicht des Verstell ringes des Planetengetriebes; Fig. 10a is a perspective view of the adjustment ring of the planetary gear;

Fig. 10b eine perspektivische Ansicht des Innen ringes des Planetengetriebes; Fig. 10b is a perspective view of the inner ring of the planetary gear;

Fig. 11 eine perspektivische Teilschnittansicht des Planetengetriebes entsprechend Fig. 9 in Stellung I; FIG. 11 is a perspective partial sectional view of the planetary gear corresponding to FIG. 9 in position I;

Fig. 12 eine perspektivische Teilschnittansicht des Planetengetriebes entsprechend Fig. 11 in Stellung III; FIG. 12 is a perspective partial sectional view of the planetary gear corresponding to FIG. 11 in position III;

Fig. 13 eine perspektivische Teilschnittansicht des Planetengetriebes entsprechend Fig. 11 in Stellung II und Fig. 13 is a partial perspective sectional view of the planetary gear corresponding to FIG. 11 in position II and

Fig. 14 eine schematische Draufsicht auf die elek trische Maschine entsprechend Fig. 7 im eingebauten Zustand. Fig. 14 is a schematic plan view of the elec trical machine corresponding to FIG. 7 in the installed state.

Description of the embodiments

In Fig. 1 ist in einer Vollschnitt-Darstellung und in Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht eine elektrische Maschine 20 dargestellt, die mit einem Planetengetriebe 1 wirkverbunden ist und mit diesem eine Baueinheit bildet. Ein Rotor 50 der elektrischen Maschine 20 ist in zwei Wälzlagern 51 und 52 in einem Gehäuse 54 gelagert. Die Wälzlager 51 und 52 sind in der Fig. 1 beispielhaft als Rillenkugellager ausge führt. Ebenso möglich ist jedoch die Verwendung von Kegelrollen- oder Vierpunktkugellagern oder ähnlichen Lagerbauformen. Das kleinere Wälzlager 52, im darge stellten Ausführungsbeispiel links eingezeichnet, stützt sich mit seinem Außenring in einem Sitz des Gehäuses 54 ab, das vorzugsweise zylindrisch ausge bildet ist. Auf die Bauart der elektrischen Maschine 20 soll hier nicht näher eingegangen werden. Für den vorliegenden Anwendungsfall ist in erster Linie wich tig, daß neben einem generatorischen auch ein motori scher Betriebsmodus möglich ist. Die elektrische Ma schine 20 soll zum Andrehen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in der Lage sein und bei lau fender Brennkraftmaschine als Generator ein elektri sches Bordnetz versorgen. Daher muß die elektrische Maschine 20 im motorischen Betrieb über ein hohes Anfahrdrehmoment verfügen können und im generatori schen Betrieb über einen möglichst hohen Wirkungsgrad über weite Drehzahlenbereiche verfügen.In Fig. 1 is a full sectional view and in Fig. 2 in a schematic plan view an electrical machine 20 is shown, which is operatively connected to a planetary gear 1 and forms a structural unit with this. A rotor 50 of the electrical machine 20 is supported in two roller bearings 51 and 52 in a housing 54 . The roller bearings 51 and 52 are exemplary in Fig. 1 leads out as a deep groove ball bearing. However, the use of tapered roller bearings or four-point ball bearings or similar bearing designs is also possible. The smaller roller bearing 52 , shown in the illustrated embodiment on the left, is supported with its outer ring in a seat of the housing 54 , which is preferably cylindrical. The design of the electrical machine 20 will not be discussed in more detail here. For the present application, it is primarily important that, in addition to a generator, a motor-specific operating mode is also possible. The electrical Ma machine 20 should be able to crank an internal combustion engine of a motor vehicle and supply an electrical electrical system when the internal combustion engine is running. Therefore, the electrical machine 20 must have a high starting torque in motor operation and have the highest possible efficiency over wide speed ranges in generator operation.

An dem im Wälzlager 52 gelagerten Wellenende gegen überliegenden Ende des Rotors 50 ist dieser in einem stärker dimensionierten Wälzlager 51 gelagert. An diesem Ende ist der Rotor 50 der elektrischen Maschi ne 20 zudem mit einer Verzahnung versehen, die ein zentrales Sonnenrad 56 des Planetengetriebes 1 bil det. Das Planetengetriebe 1 ist fest verbunden mit der elektrischen Maschine 20, das heißt, ein Gehäuse 12 des Planetengetriebes 1 ist fest verschraubt und/oder verblockt mit dem Gehäuse 54 der elektri schen Maschine 20. Der Rotor 50 mit dem Sonnenrad 56 sowie alle im folgenden beschriebenen rotierenden Teile des Planetengetriebes 1 sind koaxial zu einer Drehachse 53 angeordnet. Das Sonnenrad 56 kämmt mit wenigstens drei oder mehr Planetenrädern, die im fol genden als Planeten 58 bezeichnet sind. Die Planeten 58 sind frei drehbar gelagert, axial nicht verschieb lich und an einem Planetenträger 18 befestigt. Dieser Planetenträger 18 ist wiederum fest verbunden mit einer Planetenträgerwelle 19 beziehungsweise mit die ser einteilig ausgeführt, die wiederum mit einem An triebsstrang des Kraftfahrzeuges wirkverbunden ist. Eine bevorzugte Position dieser Wirkverbindung ist beispielsweise eine Getriebeeingangswelle, das heißt bei einem Antriebsstrang mit manuellem Wechselgetrie be und manuell betätigter Kupplung zwischen diesen beiden Bauteilen.At the shaft end mounted in the roller bearing 52 against the opposite end of the rotor 50 , the rotor 50 is mounted in a larger dimensioned roller bearing 51 . At this end, the rotor 50 of the electric machine ne 20 is also provided with a toothing, which a central sun gear 56 of the planetary gear 1 bil det. The planetary gear 1 is firmly connected to the electrical machine 20 , that is, a housing 12 of the planetary gear 1 is screwed and / or interlocked with the housing 54 of the electrical machine 20th The rotor 50 with the sun gear 56 and all rotating parts of the planetary gear 1 described below are arranged coaxially with an axis of rotation 53 . The sun gear 56 meshes with at least three or more planet gears, which are referred to as planet 58 in the fol lowing. The planets 58 are freely rotatable, axially not movable Lich and attached to a planet carrier 18 . This planet carrier 18 is in turn firmly connected to a planet carrier shaft 19 or with this water in one piece, which in turn is operatively connected to a drive train of the motor vehicle. A preferred position of this operative connection is, for example, a transmission input shaft, that is to say, in the case of a drive train with manual manual transmission and a manually operated clutch between these two components.

Der Planetenträger 18 ist als kurze Welle ausgeführt, wobei das im dargestellten Ausführungsbeispiel rechts liegende Wellenende als Planetenträgerwelle 19 be zeichnet ist. Die Planetenträgerwelle 19 ist einem hohlwellenartigen Absatz 28 über ein Nadellager 22 gelagert. Der Absatz 28 ist einteilig mit einem Hohl rad 9 des Planetengetriebes 1 ausgeführt. Zwischen dem Absatz 28 und der dagegen verdrehbaren Planeten trägerwelle 19 ist eine Dichtung 25.1, beispielsweise ein Wellendichtring, eingesetzt. Das Hohlrad 9 kann sich entweder frei drehen kann oder ist, über Schalt mittel betätigt, entweder axial gegen den Planeten träger 18 oder radial gegen ein Gehäuse 12 des Plane tengetriebes 1 festlegbar. Durch diese drei Möglich keiten, das Hohlrad 9 in seiner Relativdrehbewegung zu beeinflussen, sind gleichzeitig drei mögliche Schaltstellungen des Planetengetriebes 1 definiert. Zur axialen Festlegung des Hohlrades 9 gegen den Pla netenträger 18 weisen diese Teile jeweils eine paral lel zueinander stehende konzentrische Anlagefläche auf, wobei wahlweise auf einer dieser beiden Anlage flächen oder auch auf beiden ein Bremsbelag 29 vorge sehen ist.The planet carrier 18 is designed as a short shaft, the shaft end lying on the right in the illustrated embodiment is characterized as a planet carrier shaft 19 be. The planet carrier shaft 19 is mounted on a hollow shaft-like shoulder 28 via a needle bearing 22 . The paragraph 28 is made in one piece with a hollow wheel 9 of the planetary gear 1 . Between the paragraph 28 and the rotatable planet carrier shaft 19 , a seal 25.1 , for example a shaft seal, is used. The ring gear 9 can either rotate freely or is actuated by switching means, either axially against the planet carrier 18 or radially against a housing 12 of the tarpaulin gear 1 can be fixed. These three possibilities to influence the ring gear 9 in its relative rotational movement, three possible switching positions of the planetary gear 1 are defined at the same time. For the axial fixing of the ring gear 9 against the Pla netträger 18 , these parts each have a paral lel mutually concentric contact surface, optionally on one of these two system surfaces or on both a brake pad 29 is seen easily.

Über ein Lager 17, das ausreichend dimensioniert sein muß, um axiale und radiale Kräfte aufnehmen zu kön nen, ist der Absatz 28 des Hohlrades 9 in einem In nenring 16 so fixiert, daß das Hohlrad 9 und der In nenring 16 frei gegeneinander verdrehbar, aber axial und radial fixiert sind. Der Innenring 16 ist mit wenigstens einem radial nach außen ragenden Stift 13 versehen, der in einem Querloch 21 im Gehäuse 12 aus schließlich in axialer Richtung entlanggleiten kann. Der Innenring 16 kann sich somit nicht verdrehen, ist jedoch axial leicht verschieblich in einem Gleitsitz in einem Lagerschild 24 gelagert, der stirnseitig mit dem Gehäuse 12 verbunden ist und gleichzeitig dessen Deckel bildet.Via a bearing 17, which must be sufficiently dimensioned NEN, record to axial and radial forces to Ki, the paragraph 28 of the hollow wheel fixed 9 in an in nenring 16 so that the ring gear 9 and the In nenring 16 freely rotatable relative to each, but are fixed axially and radially. The inner ring 16 is provided with at least one radially outwardly projecting pin 13 which can finally slide in a transverse hole 21 in the housing 12 in the axial direction. The inner ring 16 can therefore not twist, but is axially displaceably mounted in a sliding fit in a bearing plate 24 which is connected at the end to the housing 12 and at the same time forms its cover.

Erkennbar ist weiterhin ein Verstellring 5, der an seinem äußeren Umfang in einem Gleitsitz im Gehäuse 12 und im Lagerschild 24 drehbar und axial fest ge führt ist. Am Verstellring 5 ist eine schiefe Ebene 6 am inneren Umfang vorgesehen, die jedoch erst in Fig. 3 in ihrer Funktion verdeutlicht wird. Ein Hebel 7 ist mit einem Bremsbacken 8 verbunden, der je nach Stellung des Verstellringes 5 radial auf den äußeren Umfang des Hohlrades 9 zu drücken vermag. Weiterhin ist eine Durchführung des Stiftes 13 durch den Ver stellring 5 in einer hier nicht näher erkennbaren Kulissenlaufbahn 14 für den Stift 13 vorgesehen. Zur Abdichtung der elektrischen Maschine 20 gegen das vorzugsweise mit einer Schmierölfüllung versehene Planetengetriebe 1 ist eine erste Dichtung 25 vorge sehen, die in einen Sitz in einer mit dem Hohlrad 9 verbundenen Trennwand 62 zwischen Sonnenrad 56 und der rechten Lagerung des Rotors 50 eingelegt ist und auf einer Dichtfläche des Rotors 50 anliegt. Diese Dichtung 25 kann beispielsweise als Wellendichtring ausgeführt sein. Um eine einwandfreie Montage zu er möglichen, ist die Rotorwelle zuerst zu montieren, anschließend die Dichtung 25 einzulegen und dann erst das Sonnenrad 56 auf die Rotorwelle zu fixieren. Die zweite Dichtung 25.1 sorgt für die Abdichtung der als Abtriebswelle des Planetengetriebes 1 fungierenden Planetenträgerwelle 19 nach außen und umschließt zu diesem Zweck den vorderen Teil der Planetenträgerwel le 19 und dichtet sie gegen den Absatz 28 des Hohlra des 9 ab.It can also be seen an adjusting ring 5 , which is rotatable and axially fixed on its outer circumference in a sliding fit in the housing 12 and in the end shield 24 . An inclined plane 6 is provided on the inner circumference of the adjusting ring 5 , but its function is only illustrated in FIG. 3. A lever 7 is connected to a brake shoe 8 which, depending on the position of the adjusting ring 5 , can press radially onto the outer circumference of the ring gear 9 . Furthermore, an implementation of the pin 13 is provided by the adjusting ring 5 in a backdrop race 14 for the pin 13, which is not recognizable here. To seal the electrical machine 20 against the planetary gear 1 , which is preferably provided with a lubricating oil filling, a first seal 25 is provided, which is inserted into a seat in a partition wall 62 connected to the ring gear 9 between the sun gear 56 and the right bearing of the rotor 50 and on abuts a sealing surface of the rotor 50 . This seal 25 can for example be designed as a shaft sealing ring. In order to enable proper assembly, the rotor shaft must first be assembled, then the seal 25 inserted and only then the sun gear 56 fixed on the rotor shaft. The second seal 25.1 ensures the sealing of the planet carrier shaft 19 acting as the output shaft of the planetary gear 1 to the outside and for this purpose encloses the front part of the Planetträgerwel le 19 and seals it against the paragraph 28 of the Hohlra of 9 .

Fig. 2 verdeutlicht eine außen auf den Verstellring 5 aufgebrachte Verzahnung eines Zahnkranzes 4, die mit einem Ritzel 3 eines zur elektrischen Maschine 20 achsenparallel angeordneten elektrischen Motors 2 wirkverbunden ist. Durch wenige Ritzelumdrehungen des elektrischen Motors 2 kann der Verstellring 5 um ei nen festen Winkel verdreht werden, wodurch eine Über setzungsänderung des Planetengetriebes 1 bewirkbar ist. Erkennbar in der Draufsicht gemäß Fig. 2 ist weiterhin der radial nach außen durch das Querloch 21 aus dem Gehäuse 12 ragende Stift 13, der in der schrägen Kulissenlaufbahn 14, hier in unterbrochener Linie gezeichnet, im Verstellring geführt wird und die axiale Verschiebung des Hohlrades 9 gegen den Planetenträger 18 ermöglicht. Fig. 2 illustrates an external force applied to the actuating ring 5 toothing of a ring gear 4, which is operatively connected to a pinion 3 of an axis-parallel to the electric machine 20 the electric motor 2. With a few pinion revolutions of the electric motor 2 , the adjusting ring 5 can be rotated by a fixed angle, so that a change in the planetary gear 1 can be effected. Seen in the plan view of FIG. 2 is further radially outwardly through the transverse hole 21 of the housing 12 pin 13 is drawn in the oblique sliding track 14, here in phantom, performed in the actuating ring and the axial displacement of the ring gear 9 against the planet carrier 18 .

Der Stift 13 ist fest im Innenring 16 fixiert. Auf grund der sich nur um einen kleinen Weg in axialer Richtung erstreckenden Führung des Querlochs 21 kann sich der Stift 13 und damit der Innenring 16 nicht in Umfangsrichtung verdrehen. Eine Verdrehung in Um fangsrichtung ist nur für den Verstellring 5 möglich, soweit dies die Verzahnung des Zahnkranzes 4 zuläßt. Da die sich über einen ungefähr der Länge der Verzah nung des Zahnkranzes 4 entsprechenden Weg in Umfangs richtung erstreckende Kulissenlaufbahn 14 an einem Ende, in der gezeigten Darstellung nach unten weisen den Ende, eine axiale Neigung in Richtung zur elek trischen Maschine 20 aufweist, wird der Stift 13 so wie der mit diesem fest verbundene Innenring 16 bei einer Verdrehung des Verstellringes 5 in axialer Richtung verschoben.The pin 13 is fixed in the inner ring 16 . Due to the fact that the transverse hole 21 only extends a small distance in the axial direction, the pin 13 and thus the inner ring 16 cannot rotate in the circumferential direction. A rotation in order to start is only possible for the adjusting ring 5 , insofar as this allows the toothing of the ring gear 4 . Since the approximately 14 the length of the toothing of the ring gear 4 corresponding path in the circumferential direction extending link raceway 14 at one end, in the illustration shown pointing down the end, has an axial inclination towards the electrical machine 20 , the Pin 13 as well as the inner ring 16 fixedly connected to the latter when the adjusting ring 5 is rotated in the axial direction.

Der Innenring 16 ist an seinem äußeren Umfang in dem mit dem Gehäuse 12 stirnseitig fest verbundenen La gerschild 24 derart geführt, daß er spiel- und ver kippfrei axial verschieblich ist. An seinem inneren Umfang ist der Innenring 16 über das axiale und ra diale Kräfte aufnehmende Wälzlager 17 mit dem Hohlrad 9 verbunden, das zu diesem Zweck den hohlwellenarti gen Absatz 28, mit geringerem Durchmesser als das Hohlrad 9 selbst, aufweist. Über den mit einer axia len Kraft beaufschlagbaren Innenring 16 und das axial auf dem Absatz 28 festgelegte Wälzlager 17 kann somit das Hohlrad 9 axial verschoben werden und vermag da durch stirnseitig gegen den Planetenträger 18 zu drücken, wodurch eine gegenseitige Blockade erzielbar ist. Für das Wälzlager 17 eignet sich beispielsweise ein Kugel-, Kegelrollen- oder Vierpunktlager, das ausreichende axiale und radiale Kräfte übertragen kann. Diese Arbeitsstellung des Planetengetriebes 1 wird im folgenden mit einer Stellung I bezeichnet.The inner ring 16 is guided on its outer circumference in the end with the housing 12 firmly connected La gerschild 24 such that it is play and ver tilt-free axially displaceable. On its inner circumference, the inner ring 16 is connected via the axial and ra diale forces absorbing roller bearing 17 to the ring gear 9 , which has for this purpose the hohlwellenarti paragraph 28 , with a smaller diameter than the ring gear 9 itself. About the axially len force inner ring 16 and the axially fixed on the shoulder 28 roller bearing 17 , the ring gear 9 can thus be axially displaced and is able to press through the end face against the planet carrier 18 , whereby a mutual blockage can be achieved. For the roller bearing 17 , for example, a ball, tapered roller or four-point bearing is suitable, which can transmit sufficient axial and radial forces. This working position of the planetary gear 1 is referred to below as a position I.

Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt III-III aus Fig. 1 eine weitere Funktion des Verstellringes 5. Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Erkennbar in dieser Draufsicht ist die außen am Umfang des Verstellringes 5 aufgebrachte Verzahnung 4, die es ermöglicht, den Verstellring in seinem Gleitsitz im Gehäuse 12 um einen bestimmten Winkel zu verdrehen. Dies erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch den als Servomotor wirken den elektrischen Motor 2, dessen angetriebenes Ritzel 3 in Wirkverbindung mit der Verzahnung 4 steht. Fig. 3 shows in a partial section III-III of Fig. 1, a further function of the adjusting ring. 5 The same parts as in the previous figures are provided with the same reference numerals and are not explained again. Recognizable in this top view is the toothing 4 applied to the outside of the circumference of the adjusting ring 5 , which enables the adjusting ring to be rotated in its sliding fit in the housing 12 by a certain angle. In the exemplary embodiment shown, this is done by the electric motor 2 acting as a servo motor, the driven pinion 3 of which is operatively connected to the toothing 4 .

An seinem inneren Umfang ist der Verstellring 5 mit wenigstens zwei schiefen Ebenen 6 versehen, jeweils ein Abschnitt mit sich stetig verringerndem Radius, der bei einer Verdrehung des Verstellringes 5 nach rechts auf einen Kopf 7.1 eines Hebels 7 drückt und den in einem gehäusefest gelagerten Drehpunkt 7.2 nach innen, das heißt in Richtung der Drehachse 53, verschwenkt. Zur Erzielung einer degressiven Wirkung kann sich der Radius der schiefen Ebene 6 anfangs stärker und zum Ende hin schwächer verjüngen. Auf diese Weise wird über den anfänglichen Verstellweg ein größerer Hub der Hebel 7 erzielt. Gegen Ende der Verstellung werden die Hebel nur noch um einen sehr geringen Weg an das Hohlrad 9 angedrückt, woraus eine Kraftübersetzung resultiert. Am Kopf 7.1 des Hebels 7 ist drehbar ein bogenförmiger Bremsbacken 8 befe stigt, der an seiner Innenseite mit einem Bremsbelag 15 versehen ist. Diese Innenseite folgt der Kontur des äußeren Umfanges des Hohlrades 9 und kann dieses somit abbremsen beziehungsweise vollständig blockie ren.On its inner circumference, the adjusting ring 5 is provided with at least two inclined planes 6 , in each case a section with a continuously decreasing radius, which, when the adjusting ring 5 is turned to the right, presses on a head 7.1 of a lever 7 and the pivot point 7.2, which is mounted in a housing-fixed manner pivoted inwards, that is in the direction of the axis of rotation 53 . In order to achieve a degressive effect, the radius of the inclined plane 6 can initially taper more strongly and towards the end less. In this way, a larger stroke of the lever 7 is achieved over the initial adjustment path. Towards the end of the adjustment, the levers are only pressed against the ring gear 9 by a very small distance, which results in a power transmission. At the head 7.1 of the lever 7 , an arc-shaped brake shoe 8 is rotatably BEFE, which is provided on its inside with a brake pad 15 . This inner side follows the contour of the outer circumference of the ring gear 9 and can therefore brake it or block it completely.

Um bei freigegebenem Hebel 7, das heißt bei nach links verdrehtem Verstellring 5, den Bremsbacken 8 aufgrund von Schwer- oder wechselnden Beschleuni gungskräften nicht unkontrolliert auf dem Hohlrad 9 schleifen zu lassen, drückt eine Feder 26 den Hebel 7 zur schiefen Ebene 6, das heißt vom Hohlrad 9 weg. Die Bogenlänge der schiefen Ebene 6 entspricht zweck mäßigerweise der durch die Bogenlänge der Verzahnung des Zahnkranzes 4 vorgegebenen Verstellung des Ver stellringes 5. Zweckmäßigerweise sind am Verstellring 5 wenigstens zwei, sich symmetrisch gegenüberste hende, schiefe Ebenen 6 mit den zugehörigen Hebeln 7 mit Bremsbacken 8 und Bremsbelag 15 vorgesehen. Ebenso möglich sind jedoch auch drei oder mehr ent sprechende Blockiereinrichtungen, jeweils im gleichen Abstand zueinander.In order not to let the brake shoes 8 slide uncontrollably on the ring gear 9 due to heavy or changing acceleration forces when the lever 7 is released , that is to say when the adjusting ring 5 is rotated to the left, a spring 26 presses the lever 7 to the inclined plane 6 , that is to say away from the ring gear 9 . The arc length of the inclined plane 6 suitably corresponds to the adjustment of the adjusting ring 5 given by the arc length of the toothing of the ring gear 4 . Advantageously, at least two, symmetrically opposing, inclined planes 6 with the associated levers 7 with brake shoes 8 and brake pad 15 are provided on the adjusting ring 5 . However, three or more corresponding blocking devices are also possible, each at the same distance from one another.

Die Funktion des Planetengetriebes 1 mit seinen drei möglichen Schaltstellungen I, II, III wird anhand der folgenden Fig. 4, 5 und 6 näher beschrieben. Er kennbar in diesen Figuren ist eine beispielhafte An zahl von vier Planeten 58. Zur Sicherstellung einer eindeutigen Festlegung der Planeten 58, des Hohlrades 9 und des Sonnenrades 56 sind wenigstens drei Plane ten 58 notwendig. Wahlweise können auch mehr als drei oder vier Planeten, möglichst gleichmäßig am Umfang verteilt, Verwendung finden, wobei jedoch zunehmende Reibungsverluste durch mehr miteinander im Eingriff stehende Zahnräder zu berücksichtigen sind.The function of the planetary gear 1 with its three possible switching positions I, II, III is described in more detail with reference to the following FIGS. 4, 5 and 6. It can be seen in these figures is an exemplary number of four planets 58 . To ensure a clear definition of the planet 58 , the ring gear 9 and the sun gear 56 at least three tarpaulins 58 are necessary. Optionally, more than three or four planets, distributed as evenly as possible around the circumference, can also be used, although increasing friction losses due to more gears meshing with one another must be taken into account.

Fig. 4 zeigt das Planetengetriebe in einer ersten Schaltstellung I. Der Verstellring 5 ist hierbei in der gezeigten Ansicht nach links verdreht, womit die beiden am Innendurchmesser des Verstellringes 5 be findlichen, in Umfangsrichtung sich verjüngenden schiefen Ebenen 6 verdreht werden, jeweils auf den Kopf 7.1 der Hebel 7 drücken und dabei die Bremsbac ken 8 mit den Bremsbelägen 15 außen auf das Hohlrad 9 des Planetengetriebes 1 drücken. Das Hohlrad 9 wird damit blockiert, und die Drehzahl des Rotors 50 ist untersetzt zur Drehzahl der Planetenträgerwelle 19. Fig. 4 shows the planetary gear in a first switching position I. The adjusting ring 5 is rotated to the left in the view shown, whereby the two be on the inner diameter of the adjusting ring 5 be sensitive, tapered in the circumferential direction inclined planes 6 are rotated, each on the head 7.1 press the lever 7 while pressing the Bremsbac ken 8 with the brake pads 15 outside on the ring gear 9 of the planetary gear 1 . The ring gear 9 is thus blocked and the speed of the rotor 50 is reduced to the speed of the planet carrier shaft 19 .

Fig. 5 zeigt die Schaltstellung III des Planetenge triebes 1. Durch Drehen des verstellbaren Ringes 5 nach rechts wird die Schaltstellung I aufgehoben, die Stifte 13 werden zu diesem Zeitpunkt in radialer Richtung nicht verschoben. Da sich die Stifte an ei nem Punkt des Verfahrweges befinden, wo die durch die Kulissenebene 14 vorgegebene Stiftlaufbahn im Ver stellring 5 nur eine Umfangsrichtung zuläßt, drehen sie durch. Da nun die beiden Bremsbeläge 15 freilie gen, ist die Stellung "neutral" erreicht. Das Hohlrad 9 kann sich, angetrieben von den Planeten 58, frei drehen, da es weder gegen das Gehäuse 12 noch gegen den Planetenträger 18 festgelegt ist. Auf den Rotor 50 wirkt somit kein Antriebsmoment - er kann frei auslaufen.III Fig. 5 shows the switching position of the planetary gear drive. 1 By turning the adjustable ring 5 to the right, the switching position I is canceled, the pins 13 are not moved in the radial direction at this time. Since the pins are located at a point of the travel path where the pin raceway defined by the link plane 14 in the adjusting ring 5 only allows one circumferential direction, they rotate. Now that the two brake pads 15 are exposed, the "neutral" position is reached. The ring gear 9 can rotate freely, driven by the planets 58 , since it is neither fixed against the housing 12 nor against the planet carrier 18 . No drive torque therefore acts on the rotor 50 - it can run out freely.

Fig. 6 zeigt das Planetengetriebe 1 in der weiteren Schaltstellung II. Hierbei ist der Verstellring 5 vollständig nach rechts verdreht, wodurch die Stifte 13 an den Punkt des Verfahrweges gelangen, wo auch die axiale Verschiebung des Innenringes 16 beginnt. Die Bewegung der Stifte 13 wird in der bogenförmig angeordneten Kulissenlaufbahn 14 im Verstellring 5 fortgeführt, wobei auch eine Selbsthemmung möglich ist. Das heißt, bei stehendem elektrischen Motor 2 wird die jeweils erreichte Schaltstellung I, II oder III auch ohne zusätzliche Haltekräfte beibehalten. Das Hohlrad wird nun durch den mit den Stiften 13 im Verstellring 5 geführten Innenring über das Wälzlager 17 in Richtung Planetenträger 18 bewegt. Dadurch kommt es zum Festhalten des Innenringes 16 mit der Planetenträgerwelle 19 mittels Bremsbelag 29 an der Innenstirnfläche des Hohlraumes 9. Durch die Lagerung im Wälzlager 17 kann der Innenring 16 ausschließlich axiale Bewegungen machen. Die Drehzahl des Rotors 50 entspricht hierbei der Drehzahl des Planetenträgers 18. Fig. 6 shows the planetary gear 1 in the further switching position II. Here, the adjusting ring 5 is rotated completely to the right, whereby the pins 13 reach the point of the travel path, where the axial displacement of the inner ring 16 also begins. The movement of the pins 13 is continued in the arcuate track 14 in the adjusting ring 5 , wherein self-locking is also possible. This means that when the electric motor 2 is at a standstill, the switching position I, II or III achieved in each case is maintained without additional holding forces. The ring gear is now moved in the direction of the planet carrier 18 by the inner ring guided with the pins 13 in the adjusting ring 5 via the roller bearing 17 . This results in the inner ring 16 being held in place with the planet carrier shaft 19 by means of the brake lining 29 on the inner end face of the cavity 9 . Due to the bearing in the roller bearing 17 , the inner ring 16 can only make axial movements. The speed of the rotor 50 corresponds to the speed of the planet carrier 18 .

Die Fig. 7 und 8 zeigen in einer schematischen Perspektivansicht (Fig. 7) und in einem Vollschnitt (Fig. 8) eine Variante der elektrischen Maschine 2 mit wirkverbundenem Planetengetriebe 1. Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Bei im wesentlichen gleichen Aufbau wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist jedoch ein wesent licher Unterschied, nämlich die anders angebaute elektrische Maschine 2, gut erkennbar. Diese als Ser vomotor zur Umschaltung des Planetengetriebes 1 fun gierende elektrische Maschine 2 ist in dieser Ausfüh rungsform mit ihrer Drehachse senkrecht zur Drehachse 53 des Planetengetriebes 1 angeordnet und wirkt über einen Schneckentrieb 3.1 anstatt über ein Ritzel 3 auf einen modifizierten Verstellring 5.1. FIGS. 7 and 8 show, in a schematic perspective view (Fig. 7) and in a full-cut (Fig. 8), a variant of the electrical machine 2 with operatively connected planetary transmission 1. The same parts as in the previous figures are provided with the same reference numerals and are not explained again. With essentially the same structure as in the previously described embodiment, however, a significant difference, namely the differently mounted electrical machine 2 , is clearly visible. This as Ser engine for switching the planetary gear 1 fun ing electrical machine 2 is arranged in this embodiment with its axis of rotation perpendicular to the axis of rotation 53 of the planetary gear 1 and acts via a worm gear 3.1 instead of a pinion 3 on a modified adjusting ring 5.1 .

Fig. 8 zeigt die elektrische Maschine 20 mit wirk verbundenem Planetengetriebe 1 entsprechend Fig. 7 in einer Vollschnittansicht. Da bei dieser Variante gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs form im wesentlichen nur die Betätigung des Verstell ringes 5.1 sowie die axiale Krafteinleitung auf das Hohlrad 9 über einen modifizierten Innenring 16.1 ab gewandelt ist, der übrige Aufbau jedoch nahezu unver ändert bleibt, soll im folgenden nur auf die modifi zierten Teile sowie deren Funktion näher eingegangen werden. FIG. 8 shows the electric machine 20 with the planetary gear 1 , which is operatively connected, corresponding to FIG. 7, in a full sectional view. Since in this variant, compared to the embodiment shown in FIG. 1, essentially only the actuation of the adjusting ring 5.1 and the axial application of force to the ring gear 9 are converted from a modified inner ring 16.1 , the rest of the structure remains virtually unchanged, however following only the modified parts and their function will be discussed in more detail.

Die Verstellung des Planetengetriebes 1 erfolgt durch eine Betätigung des elektrischen Motors 2, der über seinen mit der Verzahnung 4 im Eingriff stehenden Schneckentrieb 3.1 den Verstellring 5.1 verdrehen kann. Die radiale Blockierung des Hohlrades 9 über die mit dem Verstellring 5.1 verbundenen wenigstens zwei Bremsbacken 8 funktioniert auf die gleiche Weise wie oben beschrieben. Die axiale Festlegung des Pla netenträgers 18 gegen das Hohlrad 9 ist jedoch bei dieser Variante modifiziert, da hierbei kein in einer Kulissenlaufbahn geführter Stift vorgesehen ist, son dern miteinander axial korrespondierende Wirkflächen im Verstellring 5.1 und im Innenring 16.1. Diese Wirkflächen bestehen aus wenigstens zwei axial ange ordneten Erhebungen 30 im Verstellring 5.1, die mit entsprechend passenden wenigstens zwei axial angeord neten schiefen Ebenen 31 im Innenring 16.1 derart zusammenwirken, daß bei einer Verdrehung des Ver stellringes 5.1 der Innenring 16.1 eine axiale Ver schiebung des Hohlrades 9 gegen den Planetenträger 18 erfahren kann. Zu diesem Zweck ist eine direkte axiale Anlage des Innenringes 16.1 an eine entspre chende Fläche des Hohlrades 9 vorgesehen, so daß das Wälzlager 17 in dieser Ausführungsform im wesent lichen nur für die radiale Festlegung und Abstützung des Innenringes 16.1 gegen den Absatz 28 des Hohl rades 9 sorgen muß. Wie zur Fig. 1 bereits beschrie ben, ist der Absatz 28 über Nadellager 22 auf der Planetenträgerwelle 19 gelagert.The planetary gear 1 is adjusted by actuating the electric motor 2 , which can rotate the adjusting ring 5.1 via its worm drive 3.1 which is in engagement with the toothing 4 . The radial blocking of the ring gear 9 via the at least two brake shoes 8 connected to the adjusting ring 5.1 functions in the same way as described above. The axial setting of the Pla netenträgers 18 against the ring gear 9 is modified in this variant, since there is no pin guided in a slide race, son axially corresponding effective surfaces in the adjusting ring 5.1 and in the inner ring 16.1 . These active surfaces consist of at least two axially arranged elevations 30 in the adjusting ring 5.1 , which cooperate with correspondingly matching at least two axially angeord Neten inclined planes 31 in the inner ring 16.1 such that when the adjusting ring 5.1 is rotated, the inner ring 16.1 axially displaces the ring gear Ver 9 can experience against the planet carrier 18 . For this purpose, a direct axial contact of the inner ring 16.1 with a corre sponding surface of the ring gear 9 is provided, so that the rolling bearing 17 in this embodiment in wesent union only for the radial fixing and support of the inner ring 16.1 against the paragraph 28 of the hollow wheel 9th must worry. As already described in FIG. 1, the shoulder 28 is supported on the planet carrier shaft 19 via needle bearings 22 .

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der elektrischen Maschine 20 mit Planetengetriebe 1 entsprechend Fig. 8. Neben den bereits zur Fig. 8 beschriebenen Bauteilen ist hier zusätzlich einer von wenigstens zwei Stiften 41 erkennbar, die für eine axiale Zwangsführung des Verstellringes 5.1 sorgen und damit in den Stellungen I und III für die Frei gängigkeit des Hohlrades 9 sorgen und verhindern, daß dieses unkontrolliert mit dem Planetenträger 18 schleifen kann. Das Hohlrad 9 bleibt beim Umschalten von der Stellung II zunächst stehen und folgt nicht dem Axialhub des Innenringes 16.1, wodurch es leicht mit dem Planetenträger 18 schleifen kann. Um dies zu verhindern, sind am Außendurchmesser des Verstellrin ges 5.1 in axialer Richtung wenigstens zwei mit den Stiften 41 korrespondierende schiefe Ebenen 40 vorge sehen, an denen die Stifte 41 entlanggleiten und so mit das Hohlrad 9 vom Planetenträger 18 wegziehen. FIG. 9 shows a perspective partial sectional view of the electrical machine 20 with planetary gear 1 corresponding to FIG. 8. In addition to the components already described for FIG. 8, one of at least two pins 41 can also be seen here, which provide for an axial forced guidance of the adjusting ring 5.1 and thus in positions I and III ensure the free movement of the ring gear 9 and prevent it from grinding in an uncontrolled manner with the planet carrier 18 . The ring gear 9 initially stops when switching from position II and does not follow the axial stroke of the inner ring 16.1 , as a result of which it can easily grind with the planet carrier 18 . To prevent this, at least two corresponding oblique planes 40 corresponding to the pins 41 are provided on the outer diameter of the adjusting ring 5.1 in the axial direction, along which the pins 41 slide and thus pull the ring gear 9 away from the planet carrier 18 .

Fig. 10a zeigt den Verstellring 5.1 in einer per spektivischen Ansicht. Gut erkennbar sind hier die beiden radialen schiefen Ebenen 6 sowie die wenig stens zwei in axialer Richtung wirkenden Erhebungen 30 an seiner kreisrunden flachen Innenseite. Für eine symmetrische Belastung des Verstellringes 5.1 müssen sich die Erhebungen 30 möglichst genau gegenüberste hen, das heißt um einen Winkel von 180° versetzt sein. Ebenso möglich sind jedoch drei, vier oder mehr Erhebungen 30, die entsprechend gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt sein sollten. Fig. 10a shows the unison in a 5.1 per spectral positivist view rule. The two radially inclined planes 6 as well as the least two elevations 30 acting in the axial direction on its circular flat inside are clearly visible here. For a symmetrical loading of the adjusting ring 5.1 , the elevations 30 must be opposite each other as exactly as possible, that is, be offset by an angle of 180 °. However, three, four or more elevations 30 are also possible , which should be correspondingly evenly distributed over the circumference.

Fig. 10b zeigt den modifizierten Innenring 16.1 mit den schiefen Ebenen 31, die jeweils mit den Erhebun gen 30 im Verstellring 5.1 korrespondieren, sowie einer außen radial angebrachten Paßfeder 33 bezie hungsweise einem Stift. Dieser Stift beziehungsweise diese Paßfeder 33 gleitet in einer passenden Führung im Gehäuse 12 beziehungsweise im Lagerschild 24 und verhindert eine Verdrehung des Innenringes 16.1, der somit nur axial verschieblich ist. Fig. 10b shows the modified inner ring 16.1 with the inclined planes 31 , each corresponding to the Erhebun gene 30 in the adjusting ring 5.1 , and an externally radially fitted key 33 or a pin. This pin or this key 33 slides in a suitable guide in the housing 12 or in the end shield 24 and prevents rotation of the inner ring 16.1 , which is thus only axially displaceable.

Fig. 11 zeigt die Schaltstellung I in einer Teil schnittansicht. Gut erkennbar ist hier die axiale Freigängigkeit der gegeneinander verschieblichen, aus dem Hohlrad 9 mit dem darauf fest aufgebrachten Bremsbelag 29 und dem Planetenträger 18 gebildeten, axialen Kupplung. Weiterhin ist in dieser Ansicht eine auf der runden flachen Seite des Innenringes 16.1 aufgebrachte schiefe Ebene 31 erkennbar, die ge gen eine entsprechende Erhebung 30 im Verstellring 5.1 drücken kann, sobald der Verstellring in entspre chende Position gedreht wird. Fig. 11 shows the switching position I in a partial sectional view. The axial freedom of movement of the axial coupling, which is displaceable relative to one another and is formed from the ring gear 9 with the brake lining 29 fixed thereon and the planet carrier 18 , is clearly recognizable here. Furthermore, an inclined plane 31 applied to the round flat side of the inner ring 16.1 can be seen in this view, which can press a corresponding elevation 30 in the adjusting ring 5.1 as soon as the adjusting ring is rotated into the corresponding position.

Fig. 12 zeigt in einer perspektivischen Teilschnitt ansicht die neutrale Schaltstellung III des Plane tengetriebes 1. Fig. 12 shows a perspective partial section view of the neutral switching position III of the tarpaulin gear. 1

Fig. 13 zeigt die Schaltstellung II des Planetenge triebes 1. Erkennbar ist hierbei die geschlossene axiale Kupplung. Fig. 13 shows the switching position II of the planetary gear drive. 1 The closed axial coupling can be seen here.

Fig. 14 zeigt eine schematische Draufsicht auf die elektrische Maschine 20 entsprechend Fig. 7 im ein gebauten Zustand. Der Ausgang, das heißt die Plane tenträgerwelle 19 des Planetengetriebes 1, ist hier bei mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges wirk verbunden. Erkennbar in der dargestellten Aus führungsform ist ein Schaltgetriebe 27 des Kraft fahrzeuges, mit dessen Eingangswelle die Planeten trägerwelle 19 senkrecht wirkverbunden ist. Dies kann beispielsweise durch eine Kegelzahnradpaarung oder eine Stirnverzahnung mit Tellerrad erfolgen. FIG. 14 shows a schematic top view of the electrical machine 20 corresponding to FIG. 7 in an assembled state. The output, that is, the tarpaulin shaft 19 of the planetary gear 1 is connected here to the drive train of the motor vehicle. Recognizable in the embodiment shown from a manual transmission 27 of the motor vehicle, with the input shaft of the planet carrier shaft 19 is vertically operatively connected. This can be done, for example, by a bevel gear pair or a spur gear with a ring gear.

Claims

1. Electrical machine, in particular for starting an internal combustion engine and for supplying power to an on-board voltage network of a motor vehicle, where the electrical machine is operatively connected to a planetary gear via which the electrical machine can be coupled to the internal combustion engine, and the electrical machine being switched over by switching the planetary gear between a ring gear blocked against a housing of the planetary gear, on the one hand, and the ring gear blocked against a rotating planet carrier, on the other hand, can be switched between engine operation and generator operation, characterized in that a mechanical switching means arranged between a fixed housing part and the ring gear ( 9 ) a drive means is adjustable in the circumferential direction and in a first end position (I) the ring gear ( 9 ) blocks and in a second end position (II) the ring gear ( 9 ) on the planet carrier ( 18 ) is blocked.

2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the planetary gear ( 1 ) in addition to the at least two drive positions (I, II) has a neutral position (III) in the ring gear ( 9 ) and planet carrier ( 18 ) can rotate freely .

3. Electrical machine according to claim 2, characterized in that the planetary gear ( 1 ) in the first end position (I) has a higher ratio than in the second end position (II).

4. Electrical machine according to claim 3, characterized ge indicates that the translation in the first end position (I) is preferably i = 5: 1.

5. Electrical machine according to claim 4, characterized ge indicates that the translation into or second end position (II) is preferably i = 2: 1.

6. Electrical machine according to claim 5, characterized in that the planetary gear ( 1 ) is mechanically switchable via the drive means.

7. Electrical machine according to claim 6, characterized in that the planetary gear ( 1 ) via a with an actuator of a gearbox ( 27 ) coupled, externally operable, mechanical switching means can be actuated.

8. Electrical machine according to claim 7, characterized in that the mechanical switching means for switching the planetary gear ( 1 ) is an adjusting ring ( 5 , 5.1 ).

9. Electrical machine according to claim 8, characterized in that the adjusting ring ( 5 , 5.1 ) has a section with a toothing ( 4 ) which with a rotatable pinion ( 3 ) or a worm gear ( 3.1 ) is operatively connected.

10. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that in the first end position (I) the ring gear ( 9 ) can be blocked by means of frictional force.

11. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that in the second end position (II) the ring gear ( 9 ) can be blocked by means of frictional force on the planet carrier ( 18 ).

12. Electrical machine according to claim 11, characterized in that the gear wheels ( 9 , 56 , 58 ) of the planetary gear ( 1 ) are permanently engaged with each other.

13. Electrical machine according to claim 12, characterized in that in the planetary gear ( 1 ) for frictionally connecting the ring gear ( 9 ) and planet carrier ( 18 ), a brake pad ( 29 ) is provided.

14. Electrical machine according to claim 13, characterized in that the adjusting ring ( 5 , 5.1 ) with an inner side in the circumferential direction has at least one inwardly inclined plane ( 6 ) via which a brake shoe ( 8 ) is supported and radially inward against the outer circumference of the ring gear ( 9 ) can be pressed.

15. Electrical machine according to claim 14, characterized in that the brake shoes ( 8 ) is supported by a lever ( 7 ).

16. Electrical machine according to one of claims 8 to 15, characterized in that the adjusting ring ( 5 ) has a sliding track ( 14 ) in the circumferential direction with an axial inclination at one end, into which an on an inner ring ( 16 ) projecting radially outwards ( 13 ) protrudes, the non-rotatable inner ring ( 16 ) being axially displaceable by the pin ( 13 ) via the link guide ( 14 ) and the ring gear ( 9 ) being able to press the end face against the planet carrier ( 18 ) via a roller bearing ( 17 ).

17. Electrical machine according to one of claims 8 to 16, characterized in that the adjusting ring ( 5 ) has at least one further, in the axial direction increasing elevation ( 30 ) with a further, in the axial direction increasing inclined inclined plane ( 31 ) on Inner ring ( 16 ) interacts in such a way that when adjusting the adjusting ring ( 5 ) in the second end position (III) it is able to press the ring gear ( 9 ) axially against the end face of the planet carrier ( 18 ).

18. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the elec trical machine ( 20 ) in such a way via the planetary gear ( 1 ) can be coupled to a drive train of the internal combustion engine that the gear stages in for synchronizing the gearbox ( 27 ) Planetary gear ( 1 ) and thus the moment of inertia of the electrical machine ( 20 ) can be selected in accordance with the desired speed adjustment of the drive train.

19. Electrical machine according to one of the previous ones the claims, characterized in that the mecha African switching devices mechanical, electromagnetic, is hydraulically and / or pneumatically operable.