DE102008054334A1 - Startergenerator - Google Patents

Abstract

Ein Startergenerator (1) weist einen direkt mit einer Kurbelwelle (3) eines Verbrennungsmotors (2) gekoppelten Rotor (7) eines Elektromotors (6), nämlich eines Synchronmotors, auf. Der Startergenerator (1) ist vorzugsweise zur Verwendung in einem Motorrad vorgesehen.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft einen Startergenerator, welcher einen direkt mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gekoppelten Rotor eines Elektromotors aufweist, wobei der Elektromotor sowohl als Anlassermotor als auch im Generatorbetrieb nutzbar ist.
• Hintergrund der Erfindung
• Ein Startergenerator der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 44 06 481 C3 bekannt. Dieser Startergenerator weist einen Elektromotor auf, welcher als Asynchronmotor, nämlich Induktionsmotor mit Kurzschlussläufer, konzipiert ist. Der Läufer des Elektromotors ist als passiver Drehschwingungstilger ausgebildet.
• Aufgabe der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten Startergenerator mit einem zur drehfesten Verbindung mit einer Kurbelwelle vorgesehenen Rotor anzugeben.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Startergenerator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Der Startergenerator weist einen Elektromotor auf, welcher wahlweise als Anlassermotor oder als Generator eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Motorradmotors, nutzbar ist. Der Rotor des Elektromotors ist drehfest, eventuell unter Zwischenschaltung eines Dämpfungselementes, mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, nämlich Zweitakt- oder Viertaktmotors, verbunden. Bei dem Elektromotor handelt es sich um einen Synchronmotor, vorzugsweise um einen permanentmagneterregten Synchronmotor. Hierbei bilden bestrombare Spulen vorzugsweise Teile des Stators des Elektromotors, während der Rotor mit Permanentmagneten bestückt ist. Damit ist keine Stromzuführung zu rotierenden Teilen des Elektromotors erforderlich.
• Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Elektromotor als Außenläufermotor ausgebildet. Der Außenläufer, das heißt der Rotor, stellt dabei eine Schwungmasse des Verbrennungsmotors dar. Der Rotor des Elektromotors weist hierbei ein hohlzylindrisches, den Stator des Elektromotors umgreifendes, vorzugsweise permanentmagnetbestücktes, insbesondere mit Seltenerdmagneten bestücktes, Rotorteil auf, dessen Innendurchmesser mehr als das Doppelte des Abstandes zwischen einer Pleuellagerachse und der Rotationsachse der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors beträgt.
• Der Startergenerator ist insbesondere zur Verwendung in Motorrädern ab einem Hubraum von 125 cm³ vorgesehen. Da kein Anlasser, welcher die Kurbel welle des Motorradmotors über ein Getriebe in Drehung versetzt, benötigt wird, ist mit geringem apparativen Aufwand eine sehr hohe Zuverlässigkeit erreichbar. Auf einfache Weise sind auch Zusatzfunktionen wie eine Start-Stopp-Automatik implementierbar. Des weiteren wird der Bauraum für eine Lichtmaschine, das heißt einen gesonderten Generator, eingespart.
• In bevorzugter Ausgestaltung weist der Startergenerator die Grundform eines flachen Zylinders auf, dessen Höhe, in axialer Richtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gemessen, höchstens die Hälfte des Durchmessers des Zylinders beträgt.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
• Kurze Beschreibung der Zeichnung
• 1 einen Startergenerator sowie Teile eines Motorradmotors in einer Seitenansicht, und
• 2 die Anordnung nach 1 in einer zweiten Ansicht.
• Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
• Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Startergenerator ist als Anlasser sowie Generator eines nur teilweise dargestellten Motors 2 eines Motorrads, im vorliegenden Fall eines Einzylindermotorrads, vorgesehen. Ebenso ist der Startergenerator 1 zur Verwendung in einem Motorrad mit einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern geeignet.
• Als Einzelteile des Motorradmotors 2 sind in 1 eine Kurbelwelle 3, ein Pleuel 4, sowie eine Pleuellagerung 5 erkennbar. Die Rotationsachse der Kurbelwelle 3 ist mit R, die Pleuellagerachse mit P bezeichnet. Der mit A bezeich nete Abstand zwischen der Pleuellagerachse P und der Rotationsachse R entspricht dem halben Hub des Verbrennungsmotors 2.
• Ein Elektromotor 6, welcher die Hauptkomponente des Startergenerators 1 darstellt, ist als Außenläufermotor mit einem fest mit der Kurbelwelle 3 verbundenen Rotor 7 und einem Stator 8 ausgebildet. Der Stator 8 ist direkt oder indirekt an ein nicht dargestelltes Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors 2 angeschraubt oder in anderer Weise fest mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Der Rotor 7 setzt sich zusammen aus einem ersten, topfförmigen Rotorteil 9 und einem mit diesem mittels einer teilweise geschnitten dargestellten Verbindungsvorrichtung 10 verbundenen zweiten, scheibenförmigen Rotorteil 11. Statt der Rotorteile 9, 11 kann auch ein einstückiges Rotorteil vorgesehen sein. In jedem Fall ist der Rotor 7 als permanentmagneterregter Rotor, das heißt mit Permanentmagneten bestückter oder magnetisierter Rotor, ausgebildet.
• Der permanentmagneterregte Rotor 7 wirkt mit bestrombaren Spulen 12 des Stators 8 zusammen. Insgesamt ist der Elektromotor 6 als permanentmagneterregter Synchronmotor, auch als Torquemotor bezeichnet, ausgebildet. Der Elektromotor 6 weist eine zylindrische Grundform mit einer Höhe H und einem Durchmesser D auf. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Rotorteils 9 ist mit D_i bezeichnet und beschreibt einen Kreis, welcher um nicht mehr als 50% größer als der durch die rotierende geometrische Achse P der Pleuellagerung 5 beschriebene Kreis ist. Die Höhe H beträgt weniger als 40% des Durchmessers D. Die Länge des Verbrennungsmotors 2, in Richtung der Rotationsachse R der Kurbelwelle 3 betrachtet, erhöht sich somit durch den Startergenerator 1 nur geringfügig. Der Startergenerator 1 ist damit prädestiniert für die Verwendung in Motorrädern oder sonstigen motorisierten Zweirädern.

1

Startergenerator

2

Verbrennungsmotor

3

Kurbelwelle

4

Pleuel

5

Pleuellagerung

6

Elektromotor

7

Rotor

8

Stator

9

Rotorteil

10

Verbindungsvorrichtung

11

Rotorteil

12

Spule

A

Abstand

D

Durchmesser

D_i

Innendurchmesser

H

Höhe

P

Pleuellagerachse

R

Rotationsachse

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 4406481 C3 [0002]

Claims (6)

1. Startergenerator (1), mit einem direkt mit einer Kurbelwelle (3) eines Verbrennungsmotors (2) gekoppelten Rotor (7) eines Elektromotors (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) als Synchronmotor ausgebildet ist.
2. Startergenerator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) als permanentmagneterregter Synchronmotor ausgebildet ist.
3. Startergenerator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) als Außenläufermotor ausgebildet ist.
4. Startergenerator (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) des Elektromotors (6) ein hohlzylindrisches, einen Stator (8) des Elektromotors (6) umgreifendes Rotorteil (9) aufweist, dessen Innendurchmesser (D_i) mehr als das Doppelte des Abstandes (A) zwischen einer Pleuellagerachse (P) und der Rotationsachse (R) der Kurbelwelle (3) des Verbrennungsmotors (2) beträgt.
5. Startergenerator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (6) eine Höhe (H) aufweist, welche höchstens die Hälfte des Durchmessers (D) des Elektromotors (6) beträgt.
6. Verwendung eines Startergenerators (1) nach Anspruch 1 in einem Motorrad.