DE10023124C1

DE10023124C1 - Starter für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10023124C1
Application number: DE2000123124
Authority: DE
Inventors: Helmut Reiter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2020-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Startersystem für eine Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle (1) und einer elektrischen Maschine (5), die über eine separate Steuereinrichtung auf Generatorbetrieb umschaltbar ist. Die Erfindung besteht darin, dass die elektrische Maschine (5) in ein Kurbelwellenlager (2), bestehend aus einem Lagerstuhl (3) und einem Lagerdeckel (4), angeordnet ist. Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung die modulare Integration von je einer elektrischen Maschine (5) in je ein Kurbelwellenlager (2) und somit der Wegfall eines separaten Maschinengehäuses für den Starter beziehungsweise den Generator. Dies führt zu einer Bauteil- und Gewichtsreduzierung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.

Wie aus der EP 0 569 347 A2 bekannt ist, wurde bereits für eine elektrische Ma schine die Funktionen von Starter und Generator für eine Hubkolbenmaschine zu sammengefasst. Die zur elektrischen Maschine zugehörige und separat angeord nete Steuereinrichtung schaltet je nach Bedarf zwischen der Funktion als Stromver braucher (Starter) und Stromerzeuger (Generator) um. Der Stator der elektrischen Maschine ist ortsfest mit der Hubkolbenmaschine verbunden, auf der Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine ist der Rotor angeordnet.

Nachteilig an dieser Lösungsvariante sind der für die elektrische Maschine benö tigte Bauraum im Motorraum und das zusätzliche Gewicht des Maschinengehäuses.

Aufgabe ist es, eine Anordnung für eine elektrische Maschine mit der Doppelfunkti on Starter und Generator aufzuzeigen, die geringen Bauraum im Motorraum benö tigt und leicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion entfällt die Befestigung der elektrische Maschine außerhalb der Hubkolbenmaschine. Hieraus resultiert vorteilhaft der angestrebte Bauraumge winn im Motorraum. Um den Bauraum für die elektrische Maschine nicht innerhalb des Kurbelgehäuses zu verlieren, wird Material des Kurbelgehäuses im Lagerbe reich durch Bauelemente der elektrischen Maschine ersetzt.

Die angestrebte Gewichtsersparnis resultiert aus dem Verzicht auf ein separates Maschinengehäuse für die elektrische Maschine. Durch die Anordnung des Rotors wird dieser oder die Kurbelwelle direkt, ohne Kraftübertragung über eine Schwung scheibe, angetrieben. Hierdurch kann die Schwungscheibe, da sie keine Antriebs kräfte übertragen muss, ebenfalls leichtgewichtiger ausgelegt werden.

Nach Anspruch 2 kann in jedes Kurbelwellenlager der Hubkolbenmaschine eine elektrische Maschine eingebaut werden. Bei dem somit möglichen, modularen Auf bau ist es von Vorteil, dass für jeden Hubkolbenmaschinen-Typ, wie beispielsweise für Vier-, Sechs, Acht- oder 12-Zylindermotoren, je nach elektrischer Verschaltung, verschiedene Spannungen oder Stromstärken, die für den jeweiligen Typ beson ders geeignet sind, realisierbar sind.

Ferner kann die elektrische Maschine als Zusatzgenerator für einen bereits vorhan denen, bezüglich der elektrischen Leistung nicht vergrößerbaren Generator einge setzt werden.

Gemäß Anspruch 4 rotiert der Rotor nicht direkt auf dem Statormaterial. Somit ist ein, für die Funktion der elektrischen Maschine benötigter, Luftspalt zwischen Rotor und Stator stets gewährleistet. Die Kurbelwellenlagerschale kann ein eigenes Bau teil, beispielsweise in Form von eingesetzten Lagerschalen sein. Alternativ bietet sich die auch die Beschichtung des Stators mit Lagerwerkstoff auf der dem Rotor zugewandten Seite an. Das kann beispielsweise durch Auftragsschweißen erfolgen.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein nicht weiter dargestelltes Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle 1, die in einem Kurbelwellenlager 2, bestehend aus einem Lagerstuhl 3 und einem Lagerdeckel 4, verbaut ist. Der La gerstuhl 3 ist ein Teil des Kurbelgehäuses. In das Kurbelwellenlager 2 ist eine elektrische Maschine 5, hier ein Gleichstrommotor, integriert. Diese besteht aus einem Rotor 6, einem Strom leitenden Kurbelwellenlagerschale 7 aus Lagerwerkstoff und einem Stator 8. In dem Stator 8 sind Magnete 9, eine Bürste 10, sowie eine Druck spiralfeder 11 angeordnet.

Der Rotor 6 ist ortsfest auf der Kurbelwelle 1 im Bereich des Kurbelwellenlagers 2 verbaut und rotiert gemeinsam mit der Kurbelwelle 1 in der Kurbelwellenlagerschale 7. Radial um die Kurbelwellenlagerschale 7 ist der Stator 8 angeordnet. In diesem befinden sich die Magnete 9, deren Anzahl an die Anforderungen an die elektrische Maschine 5 angepaßt ist. Zwischen zwei Magneten 9 befindet sich zur Stromab nahme die Bürste 10, eine Kohlebürste, die von der Druckspiralfeder 11 mit Vor spannung gegen den Rotor 6 gedrückt wird. Durch eine Bohrung 12 im Lagerstuhl 3 ist ein Kabel 13, welches mit der Bürste 10 leitend verbunden ist, eingebracht. Die weitere Verlegung des Kabels 13 im Kurbelgehäuse erfolgt durch Verklebung oder mechanischer Befestigung.

Grundsätzlich eignet sich jede Art elektrischer Maschine für den Einsatz als Starter oder Generator. Neben dem hier dargestellten Prinzip einer Gleichstrommaschine können als weitere Ausführungsvarianten der Erfindung Wechselstrom-, Dreh stromsynchron- und Drehstromasynchronmaschinen eingesetzt werden. Deren je weilige Funktionsweise ist beispielsweise im Fachkundebuch "Elektrotechnik", Ver lag EUROPA-Lehrmittel, Auflage 9, 1972, Kapitel 9, ausführlich beschrieben.

Bezugszeichenliste

1

Kurbelwelle

2

Kurbelwellenlager

3

Lagerstuhl

4

Lagerdeckel

5

elektrische Maschine

6

Rotor

7

Kurbelwellenlagerschale

8

Stator

9

Magnet

10

Bürste

11

Druckspiralfeder

12

Bohrung

13

Kabel

Claims

1. Startersystem für eine Hubkolbenmaschine mit einer, in einem Kurbelgehäuse in Kurbelwellenlagern gelagerten Kurbelwelle und einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, die über eine Steuereinrichtung auf Gene ratorbetrieb umschaltbar ist, wobei der Rotor der elektrischen Maschine mit der Kurbelwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich radial um mindestens ein Kurbelwellenla ger (2) der Rotor (6) und der Stator (8) erstrecken.

2. Startersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) im Kurbelgehäuse im Bereich zumindest eines Kurbelwellenlagers (2) angeordnet ist.

3. Startersystem nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (8) eine Kurbelwellenlagerschale (7) trägt und ortsfest an dem Kurbelgehäuse (2) angeordnet ist.

4. Startersystem nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kurbelwelle (1) zugewandten Flächen des Stators (8) mit einem Lagerwerkstoff versehen sind.

5. Startersystem nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bürste (10) in dem Stator (8) angeordnet ist.

6. Startersystem nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (10) leitend mit dem Rotor (6) in Kontakt steht.

7. Startersystem nach zumindest einem der zuvor genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lagerdeckel (4) zu einem Bedplate zusammenfassbar sind.