DE102009011408A1

DE102009011408A1 - Motor-generator-device for hybrid motor vehicle, has internal rotor with base side connected with drive shaft, where device is formed and arranged such that parts of rotors and stator devices are provided within reciprocal area

Info

Publication number: DE102009011408A1
Application number: DE200910011408
Authority: DE
Inventors: Berthold Gunreben
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-09-09

Abstract

The motor-generator-device (1) has a roatatably mounted internal rotor (2), rotatably mounted central rotor (3), stator devices (11, 13) and commutator mechanisms (15, 16, 18) that are fastened in a rotatable manner. The motor-generator-device is formed and arranged in such a manner that parts of the rotors and parts of the stator devices are partially and temporally provided within a reciprocal area. A base side (4) of the internal rotor is connected with a drive shaft (6). A base side (5) of the central rotor is connected with an output shaft (7). An independent claim is also included for a method for operating a motor generator device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Motor-Generator-Vorrichtung mit wenigstens einer drehbar gelagerten ersten Läufervorrichtung sowie wenigstens einer Statorvorrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb einer Motor-Generator-Vorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer Motor-Generator-Vorrichtung bzw. eines Verfahrens zum Betrieb einer Motor-Generator-Vorrichtung.The The invention relates to a motor-generator device with at least a rotatably mounted first rotor device and at least one stator device. The invention also relates a method for operating a motor-generator device. Farther The invention relates to the use of a motor-generator device or a method for operating a motor-generator device.

Nach wie vor nehmen der Kraftfahrzeugbestand, sowie die mit Kraftfahrzeugen zurückgelegten Entfernungen zu. Dies betrifft neben den Industrienationen insbesondere aufstrebende Wirtschaftsnationen, wie derzeit beispielsweise China und Indien.To as before take the vehicle stock, as well as with motor vehicles traveled distances too. This concerns besides the Industrialized nations, especially emerging economies, such as China and India, for example.

Gleichzeitig nehmen aber auch die verfügbaren Erdölreserven ab. Auch die von Kraftfahrzeugen freigesetzten Abgase stellen zunehmend ein Problem dar. Insbesondere zeichnen sich in jüngster Zeit zunehmend Probleme durch den Klimawandel ab, der auf die Freisetzung klimaschädlicher Gase, wie insbesondere von Kohlendioxid, zurückgeführt wird.simultaneously but also take the available oil reserves from. Even the exhaust gases released by motor vehicles are increasing a problem. In particular, are distinguished in the recent Time increasingly problems due to climate change, on the release climate-damaging gases, in particular of carbon dioxide, is returned.

Vor diesem Hintergrund erscheint es als unumgänglich, den Energieverbrauch sowie den Schadstoffausstoß von Kraftfahrzeugen zu senken. Gleichzeitig soll jedoch das Leistungs- und Verwendungsspektrum heutiger Kraftfahrzeuge nach Möglichkeit aufrechterhalten werden.In front Against this background, it seems inevitable that energy consumption and to reduce the pollutant emissions from motor vehicles. simultaneously However, should the range of performance and use of today's motor vehicles be maintained if possible.

So weisen Elektrofahrzeuge zwar (lokal) keinerlei Schadstoffausstoß auf, und auch ihr Energieverbrauch ist relativ gering. Dies gilt insbesondere, weil es heutzutage möglich ist, Bremsenergie in elektrische Energie zurückzuwandeln. Ein Problem bei Elektrofahrzeugen stellt jedoch nach wie vor deren geringe Reichweite, sowie deren lange Ladedauern dar. Dies schränkt das Verwendungsspektrum gegenüber heutigen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren deutlich ein.So Although electric vehicles do not emit any pollutants (locally), and their energy consumption is relatively low. This is especially true because It is now possible to convert braking energy into electrical energy To rewind energy. A problem with electric vehicles However, it still provides their low range, as well as their long charging time. This restricts the range of use compared to today's motor vehicles with internal combustion engines clearly.

Derzeit wird der Einsatz von Hybridantrieben als besonders vielversprechender Lösungsansatz angesehen. Ganz allgemein wird unter einem Hybridantrieb ein Antrieb verstanden, der zwei unterschiedliche Antriebssysteme miteinander kombiniert. Oftmals wird jedoch heutzutage unter dem Begriff Hybridantrieb die konkrete Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor verstanden.Currently The use of hybrid drives is particularly promising Considered approach. In general, under one Hybrid drive understood a drive, the two different Drive systems combined. Often, however, nowadays under the term hybrid drive the concrete combination of internal combustion engine and electric motor understood.

Hybridantriebe weisen einerseits die Vorteile von (reinen) Elektrofahrzeugen auf, wie beispielsweise die Möglichkeit des lokal emissionsfreien Fahrens, sowie die Möglichkeit der Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperationsbetrieb). Andererseits weisen sie auch die Vorteile von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auf, wie beispielsweise das schnelle Nachtanken, hohe Höchstgeschwindigkeiten, sowie große Reichweiten.hybrid drives On the one hand have the advantages of (pure) electric vehicles, such as the possibility of locally emission-free Driving, as well as the possibility of recovery of braking energy (recuperation operation). On the other hand, they point also the advantages of vehicles with internal combustion engine on how for example, the fast refueling, high speed, as well as large ranges.

Ein großer Systemvorteil des Hybridantriebskonzepts besteht darüber hinaus darin, dass der Verbrennungsmotor in besonders energieeffizienten Betriebszuständen betrieben werden kann. Wird zu einem bestimmten Zeitpunkt das Fahrzeug nur im Teillastbetrieb betrieben, so kann der Verbrennungsmotor zeitlich intermittierend betrieben werden. In den eingeschalteten Phasen kann er jedoch in einem besonders energieeffizienten Betriebsbereich (der üblicherweise im oder in der Nähe des Volllastbereichs bei niedrigen Drehzahlen liegt) betrieben werden. Der Energiespeicher wird dann intermittierend geladen bzw. entladen.One great system advantage of the hybrid drive concept exists moreover, that the internal combustion engine in particular energy-efficient operating conditions can be operated. If at a certain time the vehicle only in partial load operation operated, the internal combustion engine can be intermittent in time operate. However, in the switched-on phases he can in a particularly energy-efficient operating range (usually in or near the full load range at low Speeds). The energy store will then intermittently charged or discharged.

Obwohl bereits begonnen wurde, Hybridantriebe in Serie zu fertigen, weisen sie nach wie vor Defizite auf. Daher sind Hybridantriebe nach wie vor Gegenstand intensiver Entwicklungsbemühungen.Even though It has already begun to manufacture hybrid drives in series they are still deficits. Therefore, hybrid drives are like against the subject of intensive development efforts.

Grundsätzlich gibt es zwei Klassen von Hybridantrieben, nämlich die sogenannten seriellen Hybridantriebe, sowie die sogenannten parallelen Hybridantriebe. Es sind aber auch schon Mischformen dieser beiden Klassen vorgeschlagen worden, die sogenannten Mischhybride.in principle There are two classes of hybrid drives, namely the so-called serial hybrid drives, as well as the so-called parallel hybrid drives. But already mixed forms of these two classes are proposed been, the so-called mixed hybrids.

Bei seriellen Hybridantrieben wird der Verbrennungsmotor verwendet, um elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie wird in einen Energiespeicher (Akkumulator) eingespeist, einem Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs zugeführt, oder beides erfolgt gleichzeitig. Auch wenn dieses Konzept üblicherweise einen relativ einfachen Aufbau des Antriebssystems des Fahrzeugs ermöglicht, so liegt sein Hauptnachteil darin, dass relativ hohe Wandlungsverluste bei der Umwandlung der verschiedenen Energieformen ineinander entstehen können.at serial hybrid drives use the internal combustion engine, to generate electrical energy. The electrical energy will fed into an energy store (accumulator), an electric motor supplied to drive the vehicle, or both simultaneously. Even if this concept usually one allows relatively simple structure of the drive system of the vehicle, so Its main disadvantage is that relatively high conversion losses in the transformation of different forms of energy into each other.

Von daher wird derzeit eher das parallele Hybridantriebskonzept favorisiert, bei dem die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors, sowie die Antriebsleistung des Elektromotors, durch eine entsprechende mechanische Kopplung zusammengeführt werden, und gemeinsam an die Antriebsachsen weitergegeben werden.From therefore, the parallel hybrid propulsion concept is currently favored, in which the drive power of the internal combustion engine, as well as the drive power of the electric motor, through a corresponding mechanical coupling be merged, and together to the drive axles be passed on.

Für die mechanische Kopplung sind unterschiedliche Vorrichtungen bekannt, die jedoch in aller Regel gewisse Einschränkungen aufweisen.For the mechanical coupling are different devices known however, they usually have certain limitations.

So wurde vorgeschlagen, Verbrennungsmotor und Elektromotor mittels eines Planetengetriebes zu koppeln. Dies entspricht einer Drehzahladdition. Problematisch ist jedoch hierbei, dass das Momentenverhältnis starr ist, und vom Übersetzungsverhältnis des Getriebes vorgegeben ist. Dadurch lässt sich der Verbrennungsmotor nicht immer in einem energieeffizienten Betriebszustand betreiben.For example, it has been proposed to couple the internal combustion engine and the electric motor by means of a planetary gear. This corresponds to a speed addition. However, the problem here is that the torque ratio is rigid, and is predetermined by the transmission ratio of the transmission. This can be done the internal combustion engine does not always operate in an energy-efficient operating state.

Weiterhin wurde vorgeschlagen, Verbrennungsmotor und Elektromotor mittels eines Stirnradgetriebes oder einer Kette zu koppeln. Dies entspricht einer Momentenaddition. Nachteilig ist es jedoch hierbei, dass das Drehzahlverhältnis von Verbrennungsmotor und Elektromotor starr durch die mechanische Kopplung vorgegeben ist. Auch hier lässt sich der Verbrennungsmotor nicht immer in einem energieeffizienten Betriebszustand betreiben.Farther was proposed by internal combustion engine and electric motor a spur gear or a chain to couple. This matches with a moment addition. The disadvantage here, however, is that the Speed ratio of internal combustion engine and electric motor rigidly predetermined by the mechanical coupling. Also lets here the internal combustion engine is not always in an energy-efficient Operate operating state.

In DE 44 08 719 C1 sowie in DE 199 60 168 A1 sind Generator-Motor-Kombinationen beschrieben worden, die als elektromagnetischer Drehmoment-Wandler oder elektromagnetisches Getriebe mit großer Spreizung in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantriebsstruktur betrieben werden können. Nachteilig ist bei den dort beschriebenen Vorrichtungen jedoch insbesondere deren nur eingeschränkte Verwendbarkeit (insbesondere hinsichtlich bestimmter Betriebsmöglichkeiten), sowie deren aufwändiger, anfälliger und kostenintensiver Aufbau. So ist vor allen Dingen der Einsatz von Permanentmagneten und deren mechanisch verschiebbare Lagerung problematisch.In DE 44 08 719 C1 as in DE 199 60 168 A1 Generator-motor combinations have been described which can be operated as an electromagnetic torque converter or large-spread electromagnetic transmission in a hybrid-powered vehicle. A disadvantage of the devices described therein, however, in particular their limited usability (especially in terms of certain operating options), as well as their complex, vulnerable and expensive construction. Thus, above all, the use of permanent magnets and their mechanically displaceable storage is problematic.

In GB 2 307 109 A und GB 2 278 242 A sind weitere elektromagnetische Übertragungssysteme offenbart. Die dortigen Systeme weisen zwei Läufer auf, wobei ein Teil eines ersten Läufers im Inneren eines zweiten Läufers angeordnet ist. Die Läufer werden von einem zweiteiligen Gehäuse umgeben, das als Stator für die beiden Läufer ausgebildet ist. Dabei dient jeweils eine Gehäusehälfte für jeweils einen korrespondierenden Läuferteil. Auch diese Übertragungssysteme weisen Einschränkungen hinsichtlich ihres Einsatzspektrums auf, was entsprechend nachteilig ist.In GB 2 307 109 A and GB 2 278 242 A Further electromagnetic transmission systems are disclosed. The local systems have two runners, wherein a part of a first runner is arranged inside a second runner. The runners are surrounded by a two-part housing, which is designed as a stator for the two runners. In each case, a housing half for each corresponding rotor part is used. These transmission systems also have limitations in terms of their range of use, which is disadvantageous accordingly.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Generator-Motor-Vorrichtung vorzuschlagen, die bei einem möglichst einfachen Aufbau ein Maximum an Einsatzmöglichkeiten bietet.The The object of the invention is therefore a generator-motor device to propose, the simplest possible structure offers a maximum of possible uses.

Es wird vorgeschlagen, eine Motor-Generator-Vorrichtung, die wenigstens eine drehbar gelagerte erste Läufervorrichtung, wenigstens eine drehbar gelagerte zweite Läufervorrichtung, wenigstens eine erste Statorvorrichtung und wenigstens eine zweite Statorvorrichtung aufweist, derart auszubilden und einzurichten, dass sich zumindest Teile wenigstens einer ersten Läufervorrichtung und zumindest Teile wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise in einem gegenseitigen Wechselwirkungsbereich befinden, sich zumindest Teile wenigstens einer ersten Läufervorrichtung und zumindest Teile wenigstens einer ersten Statorvorrichtung zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise in einem gegenseitigen Wechselwirkungsbereich befinden und sich zumindest Teile wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung und zumindest Teile wenigstens einer zweiten Statorvorrichtung zumindest teilweise und/oder zumindest zweitweise in einem gegenseitigen Wechselwirkungsbereich befinden. Mit anderen Worten weist die Motor-Generator-Vorrichtung also zumindest zwei separate Läufervorrichtungen auf. Die beiden Läufervorrichtungen arbeiten jedoch zumindest zeitweise nicht völlig unabhängig voneinander, sondern können zumindest zeitweise und/oder zumindest teilweise miteinander wechselwirken. Sinnvoll ist es beispielsweise, dass wenigstens eine erste Läufervorrichtung und wenigstens eine zweite Läufervorrichtung derart angeordnet sind, dass sich zumindest Teile wenigstens einer ersten Läufervorrichtung zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise in einem Statorbereich wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung befinden und/oder sich zumindest Teile wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise in einem Statorbereich wenigstens einer ers ten Läufervorrichtung befinden. Dadurch kann die eine Läufervorrichtung für die jeweils andere Läufervorrichtung als Statorvorrichtung dienen. Der Begriff „Anordnung in einem Statorbereich” kann dabei insbesondere so aufgefasst werden, dass dieser Bereich im Wesentlichen mit einem Bereich übereinstimmt, bei dem bei einem konventionellen Motorenaufbau (bzw. Generatorenaufbau) ein Stator angebracht würde, bzw. angebracht werden könnte. Zusätzlich sind bei der Motor-Generator-Vorrichtung auch dezidierte Statorvorrichtungen vorgesehen, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise mit der ersten Läufervorrichtung und/oder der zweiten Läufervorrichtung wechselwirken. Die gleichzeitige Wechselwirkung einer Läufervorrichtung (beispielsweise der ersten Läufervorrichtung) mit einer anderen Läufervorrichtung (beispielsweise der zweiten Läufervorrichtung) und/oder einer Statorvorrichtung (beispielsweise der ersten Statorvorrichtung) kann dadurch realisiert werden, dass die jeweils andere Läufervorrichtung und/oder die Statorvorrichtung auf unterschiedlichen Seiten und/oder in unterschiedlichen Teilbereichen der Läufervorrichtung angeordnet sind. Die vorgeschlagene gleichzeitige Wechselwirkung kann so gewählt werden, dass eine ausreichende Wirkkopplung zwischen den Läufervorrichtungen und/oder den Statorvorrichtungen sichergestellt werden kann. Im Regelfall einer Wirkkopplung mittels eines magnetischen Felds sollten die Läufervorrichtungen und/oder die Statorvorrichtungen derart angeordnet werden, dass ein möglichst großer magnetischer Fluss zwischen den entsprechenden Läufervorrichtungen möglich ist. Dazu ist es in der Regel erforderlich, dass möglichst große Flächenbereiche der entsprechenden Läufervorrichtungen bzw. Statorvorrichtungen benachbart zueinander angeordnet sind. Grundsätzlich ist es möglich, dass die gegebenenfalls nur teilweise erfolgende Wirkkopplung und/oder die nur zeitweise erfolgende Wirkkopplung der Läufervorrichtungen bzw. Statorvorrichtungen auf beliebigem Wege erfolgt, insbesondere auch durch eine mechanische Verschiebung der einzelnen Komponenten gegeneinander. Sinnvoll kann jedoch insbesondere eine entsprechende elektrische Beschaltung einer oder mehrerer Läufervorrichtungen bzw. Statorvorrichtungen sein. Hierdurch können me chanisch bewegte Teile vermieden werden, die üblicherweise einen höheren Wartungsaufwand verursachen, anfälliger gegenüber Beschädigungen und Verschleiß sind, und länger für eine Verstellbewegung brauchen. Eine unterschiedliche elektrische Beschaltung kann beispielsweise durch Relais oder auch kontaktlos auf elektronischem Wege erfolgen. Hier bieten sich steuerbare bzw. schaltbare Halbleiterelemente, wie insbesondere Transistoren, Thyristoren, Diacs und Triacs an. Jede Läufervorrichtung bzw. Statorvorrichtung kann mit mit einem, zwei, aber auch mit mehreren Wirkebenen realisiert werden, wie beispielsweise mit drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Wirkebenen. Mit einer größeren Anzahl an Wirkebenen können beispielsweise größere Leistungsanforderungen erfüllt werden. Möglich ist in diesem Zusammenhang beispielsweise eine gleichzeitige Verkürzung der Generator-Motor-Vorrichtung. Als besonders vorteilhafte Ausführungsform erweist sich dabei in der Regel eine abwechselnde Anordnung von erster Läufervorrichtung und zweiter Läufervorrichtung. Als einheitliche Läufervorrichtung bzw. Statorvorrichtung kann in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die im Wesentlichen in sich mechanisch abgeschlossen ist, eine ähnliche Bewegungscharakteristik aufweist und/oder eine im Wesentlichen gleichartige Funktion übernimmt. In der Regel können die erste(n) Läufervorrichtung(en) mit einer gemeinsamen Antriebseinrichtung (beispielsweise einer Antriebswelle, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird) verbunden werden, und/oder die zweite(n) Läufervorrichtung(en) mit einer gemeinsamen Abtriebswelle verbunden werden (beispielsweise mit einer Kardanwelle, die die Antriebskraft zu den Rädern eines Kraftfahrzeugs weiterleitet). Möglich ist es im Übrigen auch, dass mehrere erste Läufervorrichtungen, mehrere zweite Läufervorrichtungen, mehrere erste Statorvorrichtungen und/oder mehrere zweite Statorvorrichtungen verwendet werden. So können beispielsweise mehrere Kombinationen aus erster Läufervorrichtung, zweiter Läufervorrichtung, erster Statorvorrichtung und/oder zweiter Statorvorrichtung parallel zueinander angeordnet werden. Diese unterschiedlichen Kombinationen können darüber hinaus auch mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden. Möglich ist es selbstverständlich auch, dritte, vierte, fünfte und ggf. auch weitere Läufervorrichtungen bzw. Statorvorrichtungen vorzusehen. Dadurch ist es möglich, noch weitere Energiequellen für den Antrieb zu verwenden. Eine nur teilweise Überlappung des Wirkbereiches der Läufervorrichtungen und/oder der Statorvorrichtungen kann in einem Bereich von x% bis y% liegen, wobei als Werte für x und y die Werte 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, %, 60%, 70%, 80%, 90% und 100% gewählt werden können. Mittels der vorgeschlagenen dezidierten Statorvorrichtungen kann insbesondere der Wirkungsgrad der Vorrichtung in bestimmten Betriebsmodi besonders hoch sein. Hier ist beispielsweise an die (ausschließliche) Erzeugung elektrischer Energie aus der Antriebsleistung eines Verbrennungsmotors zu denken. Die beispielsweise mit einer Abtriebswelle verbundene zweite Läufervorrichtung kann beispielsweise „zwischen” zwei „Statoren” liegen, nämlich zwischen einer dezidierten Statorvorrichtung und einer ersten Läufervorrichtung, die ihrerseits mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt sein kann. Dabei kann auch die erste Läufervorrichtung eine Wirkkopplung mit einer ihr zugeordneten dezidierten Statorvorrichtung aufweisen. Auch ist es durch die Verwendung des vorgeschlagenen Aufbaus mit dezidierten Statorvorrichtungen möglich, eine große Bandbreite an möglichen Betriebsmodi abzudecken, bzw. ein besonders großes Einsatzspektrum bestimmter Betriebsmodi zu realisieren. So ist es beispielsweise möglich, mit Hilfe der ersten und/oder der zweiten Statorvorrichtung eine elektrische Energie erzeugen zu können, obwohl sich erste Läufervorrichtung und zweite Läufervorrichtung mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Auch kann beispielsweise eine Anlasserfunktion der Motor-Generator-Vorrichtung besonders einfach realisiert werden. Damit kann ein bislang in der Regel erforderlicher gesonderter Anlasser für den Verbrennungsmotor und/oder eine gesonderte Lichtmaschine oftmals entfallen. Auch wenn es durchaus ausreichend sein kann, jede Art von Läufervorrichtung bzw. jede Wirkebene einer Läufervorrichtung jeweils nur mit einer benachbart angeordneten Statorvorrichtung, Art von Statorvorrichtung bzw. Wirkebene einer Statorvorrichtung zu versehen, so kann eine besonders große Flexibilität und/oder ein besonders hoher Wirkungsgrad erreicht werden, wenn benachbart zu einer größeren Anzahl von Läufervorrichtungen bzw. Anzahl von Wirkebenen einer Läufervorrichtung, ggf. auch benachbart zu jeder Läufervorrichtung bzw. Wirkebene einer Läufervorrichtung eine (oder auch mehrere) Statorvorrichtungen bzw. Wirkebenen einer Statorvorrichtung vorgesehen werden. Obwohl durch die Nutzung mehrerer Statorvorrichtungen bzw. mehrerer Wirkebenen einer Statorvorrichtung in der Regel eine besonders universell einsetzbare Motor-Generator-Vorrichtung realisiert werden kann, so kann auch der Einsatz einer einzigen Wirkebene pro Statorvorrichtung von Vorteil sein. Insbesondere kann sich dadurch der Bauaufwand reduzieren. Durch die vorgeschlagene Anordnung ist es insbesondere auch möglich, die Leistungsübertragung von der ersten Läufervorrichtung auf die zweite Läufervorrichtung auf besonders einfache Weise steuern zu können. Dies ist insbesondere über eine Verdrehung und/oder seitliche Verschiebung der Statorvorrichtungen relativ zueinander möglich.It is proposed that a motor-generator device having at least one rotatably mounted first rotor device, at least one rotatably mounted second rotor device, at least one first stator device and at least one second stator device be designed and set up so that at least parts of at least one first rotor device and at least parts of at least one second rotor device are at least partially and / or at least temporarily in a mutual interaction region, at least parts of at least one first rotor device and at least parts of at least one first stator device are at least partially and / or at least temporarily in a mutual interaction region and at least parts at least a second rotor device and at least parts of at least one second stator device at least partially and / or at least partially in a mutual interaction gsbereich are located. In other words, the motor-generator device thus has at least two separate rotor devices. However, the two rotor devices do not work completely independently, at least temporarily, but can interact with each other at least temporarily and / or at least partially. It is expedient, for example, for at least one first rotor device and at least one second rotor device to be arranged such that at least parts of at least one first rotor device are at least partially and / or at least temporarily located in a stator region of at least one second rotor device and / or at least parts of at least one Second rotor device at least partially and / or at least temporarily located in a stator region of at least one Ers th rotor device. As a result, one rotor device can serve as the stator device for the other rotor device. The term "arrangement in a stator region" can be understood in particular as meaning that this region substantially coincides with a region in which a stator would be mounted or mounted in a conventional motor structure (or generator structure). In addition, the motor-generator device also provides dedicated stator devices that are arranged and configured to interact at least partially and / or at least temporarily with the first rotor device and / or the second rotor device. The simultaneous interaction of a rotor device (for example the first rotor device) with another rotor device (for example the second rotor device) and / or a stator device (for example the first stator device) can be realized by having the other rotor device and / or the stator device on different sides and / or are arranged in different subregions of the rotor device. The proposed simultaneous interaction can be chosen so that a sufficient active coupling between the rotor devices and / or the stator devices can be ensured. As a rule, an active coupling by means of a magnetic field, the rotor devices and / or the stator devices should be arranged such that the largest possible magnetic flux between the corresponding rotor devices is possible. For this purpose, it is usually necessary that the largest possible surface areas of the corresponding rotor devices or stator devices are arranged adjacent to each other. In principle, it is possible that the optionally only partially effective coupling and / or only occasionally taking place active coupling of the rotor devices or stator devices takes place in any way, in particular by a mechanical displacement of the individual components against each other. However, in particular a corresponding electrical wiring of one or more rotor devices or stator devices can be useful. As a result, me mechanically moving parts can be avoided, which usually cause a higher maintenance, are more susceptible to damage and wear, and take longer for an adjustment. A different electrical wiring can be done for example by relays or non-contact by electronic means. In this case, controllable or switchable semiconductor elements, in particular transistors, thyristors, diacs and triacs, are suitable. Each rotor device or stator device can be realized with one, two, but also with multiple active planes, such as three, four, five, six, seven, eight, nine or ten operating planes. For example, with a greater number of levels of impact, greater performance requirements can be met. It is possible in this context, for example, a simultaneous shortening of the generator-motor device. As a particularly advantageous embodiment, an alternating arrangement of the first rotor device and the second rotor device proves to be the rule. In this context, a unitary rotor device or stator device can be understood to mean, in particular, a unit which is substantially mechanically self-contained, has a similar movement characteristic and / or performs a substantially similar function. Typically, the first rotor device (s) may be connected to a common drive device (eg, a drive shaft driven by an internal combustion engine), and / or the second rotor device (s) may be connected to a common output shaft (For example, with a propeller shaft, which transmits the driving force to the wheels of a motor vehicle). Incidentally, it is also possible to use a plurality of first rotor devices, a plurality of second rotor devices, a plurality of first stator devices and / or a plurality of second stator devices. Thus, for example, a plurality of combinations of the first rotor device, the second rotor device, the first stator device and / or the second stator device can be arranged parallel to one another. These different combinations can also be operated at different speeds beyond. Of course, it is also possible to provide third, fourth, fifth and possibly also further rotor devices or stator devices. This makes it possible to use even more energy sources for the drive. A partial overlap of the effective range of the rotor devices and / or of the stator devices may be in a range of x% to y%, the values for x and y being 0%, 10%, 20%, 30%, 40%,%. , 60%, 70%, 80%, 90% and 100% can be chosen. By means of the proposed dedicated stator devices, in particular the efficiency of the device can be particularly high in certain operating modes. Here, for example, to think of the (exclusive) generation of electrical energy from the drive power of an internal combustion engine. For example, the second rotor device connected to an output shaft may be "between" two "stators", namely between a dedicated stator device and a first rotor device, which in turn may be coupled to an internal combustion engine. In this case, the first rotor device may also have an active coupling with a dedicated stator device assigned to it. It is also possible through the use of the proposed structure with dedicated stator devices to cover a wide range of possible operating modes, or to realize a particularly wide range of use of certain operating modes. It is thus possible, for example, to be able to generate electrical energy with the aid of the first and / or the second stator device, although the first rotor device and the second rotor device rotate at the same speed. Also, for example, a starter function of the motor-generator device can be realized particularly easily. Thus, a hitherto usually required separate starter for the internal combustion engine and / or a separate alternator often omitted. Although it may well be sufficient to provide each type of rotor device or each active plane of a rotor device only with a stator device arranged adjacent, type of stator or working plane of a stator, so a particularly high degree of flexibility and / or a particularly high efficiency can be achieved if, adjacent to a larger number of rotor devices or number of active planes of a rotor device, possibly also adjacent to each rotor device or working plane of a rotor device, one (or more) stator devices or operating planes of a stator device are provided. Although a particularly universally applicable motor-generator device can generally be realized by using a plurality of stator devices or multiple active planes of a stator device, the use of a single active plane per stator device can also be advantageous. In particular, this can reduce the construction costs. By the proposed arrangement, it is also possible in particular to be able to control the power transmission from the first rotor device to the second rotor device in a particularly simple manner. This is possible in particular via a rotation and / or lateral displacement of the stator devices relative to each other.

Zusätzlich oder alternativ wird vorgeschlagen, bei einer Motor-Generator-Vorrichtung, welche wenigstens eine drehbar gelagerte Läufervorrichtung, wenigstens eine Statorvorrichtung, sowie wenigstens eine Kommutatoreinrichtung aufweist, die Kommutatoreinrichtung drehbar befestigt anzuordnen und diese mit wenigstens einem Magnetfeldausrichtungsmittel zu versehen. Insbesondere kann es sich dabei um eine Motor-Generator-Vorrichtung vom oben beschriebenen Typ handeln. Es soll jedoch auch die Möglichkeit bestehen, auch unabhängig von einer fertig ausgebildeten Motor-Generator-Vorrichtung, Schutz für eine Kommutatorvorrichtung mit einem Magnetfeldausrichtungsmittel bzw. für eine auf einer Läufervorrichtung und/oder auf einer Statorvorrichtung drehbar angeordnete Kommutatorvorrichtung mit einem Magnetfeldausrichtungsmittel erlangen zu können. Mit einer derartigen Kommutatorvorrichtung können die erforderlichen und/oder erzeugten elektrischen Ströme sowie eventuelle elektrische Steuersignale besonders einfach zwischen Kraftfahrzeug, Statorvorrichtungen und/oder Läufervorrichtungen übertragen werden. Mit Hilfe des Magnetfeldausrichtungsmittels ist es insbesondere möglich, die Art der Stromversorgung (insbesondere deren Rich tung) in Abhängigkeit des äußeren Magnetfelds durchzuführen, und nicht notwendigerweise in Abhängigkeit von der geometrischen Lage einer korrespondierenden Vorrichtung (wie beispielsweise eines Läufers). Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Motor-Generator-Vorrichtung mit Gleichstrom zu betreiben. Dennoch ist es möglich, die beiden Läufervorrichtungen zueinander im Asynchronbetrieb zu betreiben, was entsprechende Vorteile hat. Insbesondere kann die Kommutierung der entsprechenden Läufervorrichtung im Abhängigkeit von einem magnetischen Drehfeld (welches beispielsweise von einer Statorvorrichtung und/oder von einer anderen Läufervorrichtung erzeugt wird, beziehungsweise welches durch die gegenseitige Wechselwirkung der einzelnen Magnetfelder schlussendlich resultiert) erfolgen.additionally or alternatively it is proposed in a motor-generator device, which at least one rotatably mounted rotor device, at least one stator device, as well as at least one commutator device has to arrange the commutator rotatably mounted and to provide them with at least one magnetic field alignment means. In particular, this may be a motor-generator device of the type described above. However, it should also be possible exist, even independent of a fully trained Motor generator device, protection for a commutator device with a magnetic field alignment means or for a on a Rotor device and / or on a stator device rotatably mounted commutator device with a magnetic field alignment means to gain. With such a commutator device may be the required and / or generated electrical Currents and any electrical control signals especially simply transferred between the motor vehicle, stator devices and / or rotor devices become. In particular, with the aid of the magnetic field alignment means possible, the type of power supply (especially their direction Rich) depending on the external magnetic field, and not necessarily depending on the geometric Location of a corresponding device (such as a runner). This makes it possible, for example, the motor-generator device to operate with direct current. Nevertheless, it is possible the two rotor devices to each other in asynchronous operation to operate, which has corresponding advantages. In particular, can the commutation of the corresponding rotor device in Dependence on a magnetic rotating field (which, for example from a stator device and / or from another rotor device is generated, or which by the mutual interaction the individual magnetic fields ultimately results).

Weiterhin wird zusätzlich oder alternativ vorgeschlagen, bei einer Motor-Generator-Vorrichtung mit wenigstens einer drehbar gelagerten Läufervorrichtung sowie wenigstens einer Statorvorrichtung, wenigstens eine Läufervorrichtung als Käfigläufereinrichtung auszubilden und vorzugsweise mit zumindest einem inneren Hohlraum zu versehen. Insbesondere kann es sich dabei um eine Motor-Generator-Vorrichtung vom oben beschriebenen Typ handeln. Auch hier soll es möglich sein, auch unabhängig von einer fertig ausgebildeten Motor-Generator-Vorrichtung, Schutz für eine als Käfigläufereinrichtung ausgebildete Läufervorrichtung, welche vorzugsweise mit einem inneren Hohlraum versehen ist, beanspruchen zu können. Die Käfigläufereinrichtung wird dabei sinnvollerweise als statisch stabiles und belastbares Bauteil ausgeführt, welches insbesondere Drehmomente aufnehmen kann. Auf diese Weise können die erzeugten oder einzubringenden Drehmomente abgeführt bzw. eingebracht werden, ohne dass eine im Wesentlichen massive Läufervorrichtung vorgesehen werden muss. Die Drehmomente können dabei seitlich zu- bzw. abgeführt werden, beispielsweise bei becherartig ausgebildeten Läufervorrichtungen bzw. Statorvorrichtungen über die Bodenseite derselben. Dadurch können die Herstellungskosten und die Menge der bewegten Massen reduziert werden. Darüber hinaus ist es möglich, im Hohlraum der Läufervorrichtung andere Komponenten, wie insbesondere eine (oder meh rere) Läufervorrichtung oder Statorvorrichtung, unterzubringen. Selbstverständlich ist es möglich, die Läufervorrichtung bzw. die Statorvorrichtung mit Blechplattenstapeln („Trafobleche”) zu versehen. Diese können einerseits einer verbesserten magnetischen Wirkkopplung dienen, insbesondere aber auch einer mechanischen Stabilisierung der entsprechenden Vorrichtung. Insbesondere bei einer Bauausführung mit einem inneren Hohlraum kann die Läufereinrichtung (Käfigläufereinrichtung) als Übertragungsvorrichtung für den magnetischen Fluss in den Innenbereich hinein dienen.Farther is additionally or alternatively proposed in a Motor-generator device with at least one rotatably mounted Rotor device and at least one stator device, at least a slider device as squirrel cage device form and preferably with at least one inner cavity to provide. In particular, this may be a motor-generator device of the type described above. Again, it should be possible be independent of a completed engine-generator device, Protection for a squirrel cage device trained runner device, which preferably with an internal cavity is provided to claim. The squirrel cage device is useful here designed as a statically stable and strong component, which can absorb particular torques. That way you can the generated or introduced torques dissipated or introduced without a substantially massive Rotor device must be provided. The torques can while being laterally supplied or removed, for example in cup-like trained rotor devices or Stator devices over the bottom side of the same. Thereby can reduce the manufacturing costs and the amount of moving Masses are reduced. In addition, it is possible in the cavity of the rotor device other components, such as in particular a (or meh rere) rotor device or Stator device to accommodate. Of course it is it is possible, the rotor device or the stator device to be provided with sheet metal stacks ("transformer sheets"). These can on the one hand an improved magnetic Active coupling serve, but in particular also a mechanical stabilization the corresponding device. Especially in a construction with an internal cavity, the rotor device (squirrel cage device) as a transmission device for the magnetic Serve river into the interior area.

Darüber hinaus wird zusätzlich oder alternativ vorgeschlagen, eine Motor-Generator-Vorrichtung, welche wenigstens eine drehbar gelagerte Läufervorrichtung und wenigstens eine Statorvorrichtung aufweist, derart auszubilden, dass wenigstens eine Läufervorrichtung und/oder wenigstens eine Statorvorrichtung zumindest zwei elektrisch und/oder magnetisch voneinander unabhängige Wirkseiten aufweist. Insbesondere kann es sich dabei um eine Motor-Generator-Vorrichtung vom oben beschriebenen Typ handeln. Auch hier soll es möglich sein, auch unabhängig von einer fertig ausgebildeten Motor-Generator-Vorrichtung, Schutz für eine Läufervorrichtung und/oder eine Statorvorrichtung beanspruchen zu können, die zumindest zwei elektrisch und/oder magnetisch voneinander unabhängige Wirkseiten aufweist. So ist es beispielsweise möglich, eine erste Seite (beispielsweise eine Innenseite) und eine zweite Seite (beispielsweise eine Außenseite) einer Läufervorrichtung (bzw. einer Statorvorrichtung) unterschiedlich zu beschalten, so dass diese wie zwei voneinander unabhängige Einrichtungen arbeiten können. Durch eine entsprechend geänderte Beschaltung ist es aber auch möglich, die Läufervorrichtung (bzw. die Statorvorrichtung) wie eine einzelne Einrichtung zu betreiben. Dadurch ist ein besonders universeller Einsatz der Motor-Generator-Vorrichtung möglich. Wenn beispielsweise die erste Läufervorrichtung mit voneinander unabhängigen Wirkseiten ausgebildet wird, kann die dazu in Wechselwirkung stehende zweite Läufervorrichtung und/oder die dazu in Wechselwirkung stehende erste Statorvorrichtung (gegebenenfalls auch unabhängig voneinander) mit Polumschaltung betrieben werden. Da durch kann die Polzahl dem jeweiligen Betriebspunkt und der jeweiligen Drehzahl der Motor-Generator-Vorrichtung besonders gut angepasst werden. Möglich ist es im Übrigen auch, zwischen den Wirkseiten der Läufervorrichtung bzw. Statorvorrichtung eine Kühlvorrichtung vorzusehen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Luftspalt handeln, mit Hilfe dessen Abwärme aus der Motor-Generator-Vorrichtung abgeführt werden kann.In addition, it is additionally or alternatively proposed to design a motor-generator device which has at least one rotatably mounted rotor device and at least one stator device in such a way that at least one rotor device and / or at least one stator device has at least two electrically and / or magnetically independent effective sides having. In particular, this may be a motor-generator device of the type described above. Again, it should be possible, even independently of a finished engine-generator device, to be able to claim protection for a rotor device and / or a stator device which has at least two electrically and / or magnetically independent effective sides. For example, it is possible to differentially connect a first side (for example, an inner side) and a second side (for example, an outer side) of a rotor device (or a stator device) so that they can operate like two mutually independent devices. By a correspondingly changed wiring, it is also possible to operate the rotor device (or the stator device) as a single device. As a result, a particularly universal use of the motor-generator device is possible. For example, when the first slider device is formed with independent sides of action, it may interact standing second rotor device and / or the first stator device interacting therewith (possibly also independently of each other) are operated with Polumschaltung. Since by the pole number can be particularly well adapted to the respective operating point and the respective speed of the motor-generator device. Incidentally, it is also possible to provide a cooling device between the effective sides of the rotor device or stator device. This may be, for example, an air gap with the aid of which waste heat can be removed from the motor-generator device.

Möglich ist es, bei der Motor-Generator-Vorrichtung die gegenseitigen Wechselwirkungsbereiche dadurch auszubilden, dass die zugehörigen Vorrichtungen benachbart zueinander angeordnet sind. Durch eine derartige, möglichst unmittelbar zueinander benachbarte Anordnung der Läufervorrichtungen kann in der Regel eine besonders große und zuverlässige Wirkkopplung (Wechselwirkung) der Läufervorrichtungen bzw. der Statorvorrichtungen realisiert werden. Möglich ist es insbesondere, dass auf ansonsten ggf. erforderliche Wirkvermittlungseinrichtungen in der Regel verzichtet werden kann, bzw. diese kleiner ausgeführt werden können. Bei den Wirkvermittlungseinrichtungen ist insbesondere an weichmagnetische Materialien, Magnetkerne, Magnetjoche und/oder Permanentmagneten zu denken. Als besonders vorteilhaft können sich hierbei miteinander mechanisch verbundene Eisenbleche (die jedoch vorzugsweise elektrisch voneinander isoliert sind) erweisen (teilweise auch unter dem Begriff „Transformatorenbleche” bekannt). Selbstverständlich ist es auch beim Vorsehen einer benachbarten Anordnung möglich, dass Wirkvermittlungseinrichtungen vorgesehen werden. Möglich ist es hierbei insbesondere, dass Teile der Läufervorrichtungen und/oder Teile der Statorvorrichtungen aus weichmagnetischen Materialien gefertigt sind.Possible it is in the motor-generator device, the mutual interaction areas in that the associated devices are arranged adjacent to each other. By such, as possible directly adjacent arrangement of the rotor devices can usually a particularly large and reliable one Wirkkopplung (interaction) of the rotor devices or the stator devices are realized. Is possible it in particular that on otherwise possibly required effective switching facilities As a rule, can be dispensed with, or run this smaller can be. In the effective switching devices is in particular soft magnetic materials, magnetic cores, magnetic yokes and / or permanent magnets to think. As a particularly advantageous can hereby mechanically interconnected iron sheets (but which are preferably electrically isolated from each other) (sometimes also known by the term "transformer sheets"). Of course, it is also in the provision of an adjacent Arrangement possible that provided effective switching facilities become. It is possible in particular here that parts the rotor devices and / or parts of the stator devices are made of soft magnetic materials.

Möglich ist es, dass bei der Motor-Generator-Vorrichtung zumindest Teile wenigstens einer Läufervorrichtung und/oder zumindest Teile wenigstens einer Statorvorrichtung scheibenartig und/oder koaxial angeordnet sind. Eine solche Anordnung kann sich insbesondere bei bestimmten Bauvorgaben als besonders vorteilhaft erweisen. Beispielsweise kann bei einer koaxialen Anordnung die Motor-Generator-Vorrichtung im Bereich einer Aufnahmeöffnung für eine Kardanwelle angeordnet werden. Insbesondere bei einer besonders langen Ausführung der Motor-Generator-Vorrichtung, welche sich beispielsweise ausgehend vom vorne liegenden Motorraum bis zur Hinterachse eines Kraftfahrzeugs erstrecken kann, können auch besonders große Leistungen übertragen, erzeugt und/oder zurück gewonnen werden. Ein scheibenartiger Aufbau wiederum kann analog zu bekannten Scheibenkupplungsanordnungen erfolgen. Dies kann sich bei bestimmten Bauvorgaben ebenfalls als besonders vorteilhaft erweisen. Gegebenenfalls können insbesondere durch die vorgeschlagenen Ausführungsformen (koaxial/scheibenartig) auch „Drop-in”-Lösungen besonders einfach realisiert werden. Bei einer entsprechenden Dimensionierung der einzelnen Scheiben bzw. der einzelnen koaxialen Elemente und/oder bei einer entsprechenden Anzahl an einzelnen Scheiben bzw. koaxialen Elemente können darüber hinaus ohne weiteres besonders große Leistungen übertragen, erzeugt und/oder zurück gewonnen werden.Possible it is that in the motor-generator device at least parts at least one rotor device and / or at least parts at least one stator device disc-like and / or coaxial are arranged. Such an arrangement can be found in particular certain building specifications prove to be particularly advantageous. For example For a coaxial arrangement, the motor-generator device in the region of a receiving opening for a cardan shaft to be ordered. Especially with a particularly long execution of Motor-generator device, which, for example, starting from the front engine compartment to the rear axle of a motor vehicle can also carry very large benefits, generated and / or recovered. A disc-like Structure in turn can analogously to known disc clutch assemblies respectively. This may also be the case for certain building specifications prove particularly advantageous. If necessary, in particular by the proposed embodiments (coaxial / disc-like) even "drop-in" solutions very easy will be realized. With a corresponding dimensioning of individual discs or the individual coaxial elements and / or with a corresponding number of individual disks or coaxial In addition, items can be extra special transfer, generate and / or deliver large services be recovered back.

Weiterhin kann es sich als besonders vorteilhaft erweisen, wenn bei der Motor-Generator-Vorrichtung zumindest Teile zumindest einer Läufervorrichtung zumindest zeitweise als Synchronläufer und/oder zumindest zeitweise als Asynchronläufer ausgebildet sind. Mit der entsprechenden Ausführung kann beispielsweise durch eine entsprechende Beschaltung ein besonders einfacher, anzugsstarker, leistungsstarker, drehzahlsteuerbarer und/oder frequenzunabhängiger Betrieb der Motor-Generator-Vorrichtung realisiert werden.Farther It may prove to be particularly advantageous if in the motor-generator device at least parts of at least one rotor device at least at times as synchronous and / or at least temporarily are designed as an asynchronous. With the appropriate Execution can, for example, by a corresponding wiring a particularly simple, attractive, powerful, speed-controllable and / or frequency-independent operation of the motor-generator device will be realized.

Sinnvoll kann es auch sein, wenn bei einer Motor-Generator-Vorrichtung zumindest Teile zumindest einer Läufervorrichtung und/oder zumindest Teile zumindest einer Statorvorrichtung zumindest zeitweise als magnetische Drehfelderzeugungseinrichtung ausgebildet sind. Die Motor-Generator-Vorrichtung kann dann besonders effektiv und/oder besonders universell verwendet werden. Beispielsweise kann die entsprechende Statorvorrichtung und/oder die entsprechende Läufervorrichtung ihre Aufgabe als Stator (für eine andere Läufervorrichtung) bei der vorgeschlagenen Ausführungsform in der Regel besonders gut übernehmen.meaningful It may also be, if at least in a motor-generator device Parts of at least one rotor device and / or at least Parts of at least one stator device at least temporarily as magnetic rotary field generating device are formed. The Motor-generator device can then be particularly effective and / or especially universally used. For example, the corresponding Stator device and / or the corresponding rotor device her job as a stator (for another rotor device) in the proposed embodiment usually special take over well.

Weiterhin kann bei der Motor-Generator-Vorrichtung zumindest eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Kupplungseinrichtung zur reversiblen Kupplung zumindest zweier Läufervorrichtungen vorgesehen werden. Durch eine derartige Ausbildung können insbesondere Restverluste besonders effektiv vermieden werden. Da die Kupplungsvorrichtung üblicherweise nur geringe Drehzahldifferenzen aufnehmen muss (der wesentliche Teil der Drehzahlanpassung erfolgt in der Regel durch die Läufervorrichtungen und/oder Statorvorrichtungen der Motor-Generator-Vorrichtung) kann diese oftmals besonders leicht und kostengünstig ausgeführt werden.Farther can in the motor-generator device at least one coupling device, in particular a coupling device for reversible coupling at least two rotor devices are provided. By such a training, in particular residual losses be avoided particularly effectively. As the coupling device usually only has to absorb low speed differences (the essential Part of the speed adjustment is usually done by the rotor devices and / or stator devices of the motor-generator device) These often performed very easily and inexpensively become.

Vorzugsweise wird die Motor-Generator-Vorrichtung zwischen einem Antriebsmotor, vorzugsweise einer Wärmekraftmaschine, besonders vorzugsweise einem Verbrennungsmotor und/oder einer Turbine, sowie einer anzutreibenden Einrichtung, wie insbesondere einer Treibwelle, einer Kardanwelle, einem Rad, einem Differential und/oder einer Antriebsachse, angeordnet. Mit einem derartigen Aufbau lässt sich beispielsweise ein mit einem Hybridantrieb versehenes Kraftfahrzeug oftmals besonders einfach realisieren. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich in beliebiger Weise um ein Luftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, insbesondere aber um ein Landfahrzeug (schienengebunden und/oder nicht-schienengebunden) handeln. Unter einer Wärmekraftmaschine können neben einem Verbrennungsmotor vom Kolbentyp (Ottomotor, Dieselmotor) und/oder Wankeltyp oder einer Turbine auch andere Wärmekraftmaschinenkonzepte, wie beispielsweise ein Stirling-Motor, verwendet werden.Preferably, the motor-generator device between a drive motor, preferably a heat engine, particularly preferably an internal combustion engine and / or a turbine, and a device to be driven, in particular a drive shaft, a propeller shaft, a wheel, a differential and / or a drive axis, arranged. With such a construction, for example, a motor vehicle provided with a hybrid drive can often be realized particularly easily. The motor vehicle may in any way be an aircraft, a watercraft, but in particular a land vehicle (rail-bound and / or non-rail-bound). Among a heat engine, other thermal engine concepts such as a Stirling engine may be used in addition to a piston type internal combustion engine (gasoline engine, diesel engine) and / or turbine type or a turbine.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Motor-Generator-Vorrichtung vorgeschlagen, insbesondere ein Verfahren zum Betreiben einer Motor-Generator-Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau, wobei die Motor-Generator-Vorrichtung wenigstens eine drehbar gelagerte erste Läufervorrichtung, wenigstens eine drehbar gelagerte zweite Läufervorrichtung, wenigstens eine erste Statorvorrichtung und wenigstens eine zweite Statorvor richtung aufweist, wobei zumindest Teile wenigstens einer ersten Läufervorrichtung zumindest zweitweise mit wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung und/oder wenigstens einer ersten Statorvorrichtung (oder Teilen davon) wechselwirken und/oder zumindest Teile wenigstens einer zweiten Läufervorrichtung zumindest zeitweise mit wenigstens einer ersten Läufervorrichtung und/oder wenigstens einer zweiten Statorvorrichtung (oder Teilen davon) wechselwirken. Bei der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich die bereits beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise. Insbesondere ist es auch möglich, das vorgeschlagene Verfahren in Sinne der bereits gemachten Weiterbildungsmöglichkeiten einer Motor-Generator-Vorrichtung in analoger Weise weiterzubilden.Farther Turns to a method of operating a motor-generator device proposed, in particular a method for operating a motor-generator device having the structure described above, wherein the motor-generator device at least a rotatably mounted first rotor device, at least a rotatably mounted second rotor device, at least a first stator device and at least one second Statorvor direction wherein at least parts of at least a first rotor device at least secondarily with at least one second rotor device and / or at least a first stator device (or parts thereof) interact and / or at least parts of at least one second rotor device at least temporarily with at least a first rotor device and / or at least one second stator device (or parts of it) interact. In carrying out the proposed The method results in the properties already described and benefits in an analogous way. In particular, it is also possible the proposed method in terms of the training opportunities already provided to develop a motor-generator device in an analogous manner.

Zusätzlich oder alternativ wird ein Verfahren zum Betreiben einer Motor-Generator-Vorrichtung vorgeschlagen, insbesondere einer Motor-Generator-Vorrichtung mit dem vorab vorgeschlagenen Aufbau, bei dem wenigstens eine Läufervorrichtung oder Teile davon und/oder wenigstens eine Statorvorrichtung oder Teile davon zumindest zweiweise und/oder bereichsweise in unterschiedliche Richtungen mit einem unterschiedlichen Wirkverhalten betrieben wird. Unter einer Richtung ist dabei in der Regel eine Richtung bezüglich des geometrischen Aufbaus der entsprechenden Vorrichtung zu verstehen, wie beispielsweise eine nach innen oder nach außen weisende Richtung. Es kann aber auch eine Drehrichtung der entsprechenden Vorrichtung gemeint sein. Ein derartiges Verfahren wird insbesondere durch eine speziell darauf angepasste Konstruktion einer Läufervorrichtung und/oder einer Statorvorrichtung ermöglicht. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, die Motor-Generator-Vorrichtung besonders vielfältig einzusetzen. Außerdem ist es möglich, die Motor-Generator-Vorrichtung dennoch relativ einfach aufzubauen, und dadurch insbesondere Kosten und Bauraum einzusparen.additionally or alternatively, a method for operating a motor-generator device is proposed, in particular a motor-generator device with the previously proposed Structure in which at least one rotor device or parts thereof and / or at least one stator device or parts thereof at least two ways and / or regions in different directions is operated with a different action behavior. Under One direction is usually one direction to understand the geometric structure of the corresponding device, such as inward or outward facing Direction. But it can also be a direction of rotation of the corresponding Device meant. Such a method becomes particular by a specially adapted construction of a rotor device and / or a stator device. With the proposed Procedure, it is possible the motor generator device particularly versatile use. Besides that is it is still possible, the motor-generator device relative easy to set up, and thus in particular costs and space save.

Die Wechselwirkung zwischen Statorvorrichtung(en) und/oder Läufervorrichtung(en) kann direkt, also durch benachbarte Anordnung von Statorvorrich tung(en) und Läufervorrichtung(en) erfolgen. Die Beeinflussung kann jedoch zusätzlich oder alternativ auch indirekt, beispielsweise unter Vermittlung einer Läufervorrichtung, einer Statorvorrichtung und/oder einer Wirkvermittlungseinrichtung erfolgen.The Interaction between stator device (s) and / or rotor device (s) can directly, ie by adjacent arrangement of Statorvorrich device (s) and runner device (s) take place. The influence can however additionally or alternatively also indirectly, for example under the intermediary of a rotor device, a stator device and / or an effective switching device.

Das Verfahren kann auch derart ausgeführt werden, dass zumindest Teile wenigstens einer Läufervorrichtung und/oder zumindest Teile wenigstens einer Statorvorrichtung zumindest zeitweise ein magnetisches Drehfeld erzeugen. Hierbei kann sich – wie bereits beschieben – ein besonders effizienter und universeller Betrieb der Motor-Generator-Vorrichtung ergeben.The Method can also be carried out such that at least Parts of at least one rotor device and / or at least Parts of at least one stator at least temporarily generate magnetic rotating field. This can - as already beschieben - a particularly efficient and universal Operation of the motor-generator device revealed.

Sinnvoll kann es auch sein, wenn bei der Durchführung des Verfahrens zumindest Teile wenigstens einer Läufervorrichtung zumindest zeitweise als Synchronläufer und/oder zumindest zeitweise als Asynchronläufer betrieben werden. Auch hier können sich die bereits beschriebenen Vorteile in analoger Weise ergeben.meaningful It may also be when carrying out the procedure at least parts of at least one rotor device at least at times as synchronous and / or at least temporarily be operated as an asynchronous. Again, you can give the advantages already described in an analogous manner.

Alternativ oder zusätzlich kann es sich als besonders vorteilhaft erweisen, wenn zumindest Teile wenigstens einer Läufervorrichtung als Asynchronläufer ausgebildet sind und zumindest Teile zumindest einer dazu korrespondierenden Statorvorrichtung mit einer Gleichspannung versorgt werden. Asynchronmotoren sind aufgrund der fehlenden Kommutatoren und Bürsten oftmals besonders kostengünstig, zuverlässig, langlebig und weisen darüber hinaus auch einen oftmals besonders kleinen Bauraum auf. Diese Faktoren sind gerade im Kraftfahrzeugbereich oftmals besonders wichtig. Die Versorgung zumindest einer der korrespondierenden Statorvorrichtungen kann insbesondere mit Hilfe einer (oder mehrerer) drehbar befestigten Kommutatoreinrichtung erfolgen.alternative or additionally, it may prove to be particularly advantageous prove, if at least parts of at least one rotor device are designed as an asynchronous and at least parts at least one stator device corresponding thereto with a DC voltage to be supplied. Asynchronous motors are due to the missing commutators and brushes are often particularly cost-effective, reliable, durable and wise beyond that also an often very small space on. These factors Especially in the automotive sector are often particularly important. The Supply at least one of the corresponding stator devices can in particular with the help of one (or more) rotatably mounted Commutator made.

Weiterhin kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass die Motor-Generator-Vorrichtung zumindest zeitweise in einem Betriebszustand betrieben wird, der einer Gruppe von Betriebszuständen entnommen ist, welche einen rein elektromotorischen Betriebszustand, einen Anlasserbetriebszustand, einen Generator-Fahrbetriebs-Kombinationsbetriebszustand aus elektrischer Energiegewinnung und mechanischer Kopplung, einen reinen Kopplungsbetriebszustand, einen Boost-Fahrbetriebszustand aus mechanischer Kopplung und elektromotorischen Betrieb sowie einen Rekuperationsbetriebszustand umfasst. Diese Betriebszustände stellen die üblicherweise beim Betrieb eines Hybridfahrzeugs auftretenden Normalzustände dar. Wenn besonders viele (oder alle) der genannten Betriebszustände durchgeführt werden können, so kann üblicherweise auf besonders viele, ansonsten ggf. noch erforderliche Nebenaggregate bzw. Hilfsaggregate verzichtet werden.Furthermore, the method may be performed so that the motor-generator apparatus is at least temporarily operated in an operating state taken from a group of operating states including a purely electromotive operation state, a starter operation state, a generator-drive operation combined state of electric power generation, and mechanical coupling, a pure coupling operating state, a boost driving state of mechanical coupling and electromotive operation and a Rekuperationsbetriebs condition includes. These operating states represent the normal states which usually occur during the operation of a hybrid vehicle. If particularly many (or all) of the operating states mentioned can be carried out, it is usually possible to dispense with a particularly large number of auxiliary units or auxiliary units that may otherwise be required.

Wenn bei dem Verfahren zumindest zeitweise eine direkte mechanische Kopplung wenigstens zweier Bauteile der Motor-Generator-Vorrichtung, insbesondere wenigstens zweier Läufervorrichtungen erfolgt, können ansonsten üblicherweise noch auftretende Restverluste in der Regel nochmals vermindert oder sogar beseitigt werden.If in the method at least temporarily a direct mechanical coupling at least two components of the motor-generator device, in particular at least two rotor devices are, can otherwise usually remaining losses in usually reduced again or even eliminated.

Besonders sinnvoll ist eine Verwendung einer Motor-Generator-Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau und/oder die Verwendung eines Verfahrens mit den oben beschriebenen Eigenschaften zum Betrieb einer Hybrid-Antriebsvorrichtung, insbesondere eines Hybrid-Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise lässt sich in der Regel ein besonders einfach aufgebautes, aber dennoch besonders universell verwendbares Kraftfahrzeug konstruieren.Especially makes sense to use a motor-generator device with the construction described above and / or the use of a method with the above-described properties for operating a hybrid drive device, in particular a hybrid motor vehicle. That way you can usually a particularly simple design, but still special construct universally usable motor vehicle.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Verwendung einzelner ausgewählter Ausführungsbeispiele von Motor-Generator-Kombinationen und unter Verweis auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Es zeigen:in the The invention will be described below using selected ones Embodiments of motor-generator combinations and with reference to the attached figures in more detail described. Show it:

1: Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Motor-Generator-Kombination im schematischen Querschnitt; 1 : A first embodiment of a motor-generator combination in schematic cross section;

2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Motor-Generator-Kombination im schematischen Querschnitt; 2 a second embodiment of a motor-generator combination in schematic cross section;

3: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Motor-Generator-Kombination im schematischen Querschnitt; 3 a third embodiment of a motor-generator combination in schematic cross section;

4: ein viertes Ausführungsbeispiel einer Motor-Generator-Kombination im schematischen Querschnitt; 4 a fourth embodiment of a motor-generator combination in schematic cross section;

5: ein Ausführungsbeispiel für einen Zweikäfigläufer im schematischen Querschnitt; 5 : An embodiment of a two-cage rotor in schematic cross-section;

6: ein Ausführungsbeispiel für einen Einkäfigläufer im schematischen Querschnitt; 6 : An embodiment of a Einkäfigläufer in schematic cross section;

7: ein Ausführungsbeispiel für einen Mischläufer im schematischen Querschnitt. 7 : An exemplary embodiment of a mixer in schematic cross section.

In 1 ist eine zylindrisch ausgebildete, sich in Axialrichtung erstreckende Motor-Generator-Kombination 1 im schematischen Querschnitt dargestellt.In 1 is a cylindrically shaped, axially extending motor-generator combination 1 shown in schematic cross section.

Die Motor-Generator-Kombination 1 weist einen Innenläufer (erster Läufer) 2 und einen Mittelläufer (zweiter Läufer) 3 auf. Der Innenläufer 2 und der Mittelläufer 3 sind jeweils becherartig geformt. Die Bodenseite 4 des Innenläufers 2 ist mit einer Antriebswelle 6 verbunden. Die Antriebswelle 6 ist beispielsweise mit einem üblichen Verbrennungsmotor (beispielsweise ein Ottomotor oder ein Dieselmotor; hier nicht dargestellt) verbunden. Es eignen sich jedoch auch andere Antriebe. Insbesondere eignen sich beim Hybridkonzept auch solche Antriebe, die bislang nicht sinnvoll im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden konnten. Hier ist insbesondere an Wärmekraftmaschinen zu denken, die bestenfalls langsam ihre Drehzahl ändern können, wie beispielsweise Turbinen (Gasturbinen) oder Sterling-Motoren.The motor-generator combination 1 has an inner rotor (first runner) 2 and a middle runner (second runner) 3 on. The inner rotor 2 and the middle runner 3 are each cup-shaped. The bottom side 4 of the inner rotor 2 is with a drive shaft 6 connected. The drive shaft 6 is for example connected to a conventional internal combustion engine (for example, a gasoline engine or a diesel engine, not shown here). However, other drives are also suitable. In particular, the hybrid concept is also suitable for drives that could hitherto not be used meaningfully in the motor vehicle sector. This is especially to think of heat engines, which can at best slowly change their speed, such as turbines (gas turbines) or Sterling engines.

Die Bodenseite 5 des zweiten Läufers 3 ist mit einer Abtriebswelle 7 verbunden. Die Abtriebswelle 7 steht mit dem eigentlichen Verbraucher mechanisch in Verbindung. Bei einem Kraftfahrzeug ist die Abtriebswelle 7 beispielsweise über ein Differential mit den Rädern verbunden.The bottom side 5 of the second runner 3 is with an output shaft 7 connected. The output shaft 7 is mechanically connected to the actual consumer. In a motor vehicle, the output shaft 7 For example, connected via a differential with the wheels.

Wie in 1 dargestellt, tauchen der Innenläufer 2 und der Mittelläufer 3 in koaxialer Anordnung ineinander ein. Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Innenläufer 2 mit der Antriebswelle 6 verbunden, wohingegen der Mittelläufer 3 mit der Abtriebswelle 7 verbunden ist. Es ist jedoch auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Dabei müssen sowohl der Innenläufer 2, als auch der Mittelläufer 3 eine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen. Innenläufer 2 und Mittelläufer 3 müssen in der Lage sein, die größten zu erwartenden Drehmomente aufnehmen und weitergeben zu können, ohne sich dabei unzulässig zu verziehen. Dies kann Vorsehen einer entsprechenden Stützstruktur im Inneren des Innenläufers 2 bzw. im Inneren des Mittelläufers 3 realisiert werden. Auch Transformatorenbleche können eingesetzt werden, die neben einer erhöhten maximalen magnetischen Felddichte auch eine erhöhte mechanische Stabilität bewirken können (vgl. 4 bis 6).As in 1 shown, dive the inner rotor 2 and the middle runner 3 in coaxial arrangement with each other. Im in 1 illustrated embodiment is the inner rotor 2 with the drive shaft 6 whereas the middle runner 3 with the output shaft 7 connected is. However, it is also a reverse arrangement possible. It must both the inner rotor 2 , as well as the middle runner 3 have sufficient mechanical stability. internal rotor 2 and middle runner 3 must be able to absorb and pass on the largest expected torques without undue distortion. This may provide a corresponding support structure inside the inner rotor 2 or inside the central rotor 3 will be realized. It is also possible to use transformer plates which, in addition to an increased maximum magnetic field density, can also bring about increased mechanical stability (cf. 4 to 6 ).

Sowohl der Innenläufer 2, als auch der Mittelläufer 3 sind mit einer aus einem elektrischen Leiter (vorliegend ein Kupferdraht) gefertigten Bewicklung 9, 10 versehen. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, dass beim Innenläufer 2 und/oder beim Mittelläufer 3 auf der Innenseite und auf der Außenseite zwei unterschiedliche Bewicklungen vorgesehen werden.Both the inner rotor 2 , as well as the middle runner 3 are with a made of an electrical conductor (in the present case a copper wire) winding 9 . 10 Mistake. It is of course also possible that the inner rotor 2 and / or at the center runner 3 on the inside and on the outside two different windings are provided.

Im Bereich der Längsachse 8 der Motor-Generator-Kombination 1 ist innerhalb des Innenläufer 2 ein zusätzlicher innerer Stator 11 vorgesehen, der analog zum Innenläufer 2 und zum Mittelläufer 3 eine Bewicklung 12 aus einem elektrischen Leiter aufweist. Weiterhin ist im Bereich der Außenseite des Mittelläufer 3 ein weiterer, zylindrisch geformter äußerer Stator 13 angeordnet, der ebenfalls eine Bewicklung 14 aufweist. Innerer Stator 11 und äußerer Stator 13 können durch eine Stelleinrichtung 35 mechanisch gegeneinander verdreht werden. Obgleich im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Stelleinrichtung im Zusammenhang mit dem der inneren Stator 11 dargestellt ist, ist es natürlich ebenso möglich, die Stelleinrichtung zusätzlich oder alternativ mit dem äußeren Stator 13 zu koppeln. Je nach Stellung von innerem Stator 11 und äußerem Stator 13 zueinander kann der Anteil der von der Mo tor-Generator-Kombination 1 übertragenen Energie eingestellt werden. Es ist im übrigen auch an eine seitliche Verschiebung des äußeren Stators 13 relativ zum inneren Stator 11 zu denken.In the area of the longitudinal axis 8th the motor-generator combination 1 is inside the inner rotor 2 an additional inner stator 11 provided, the analogous to the internal rotor 2 and to the middle runner 3 a winding 12 comprising an electrical conductor. Furthermore, in the area of the outside of the center runner 3 another, cylindrically shaped outer stator 13 arranged, which also has a winding 14 having. Inner stator 11 and outer stator 13 can by an adjusting device 35 be mechanically rotated against each other. Although in the present embodiment, the adjusting device in connection with that of the inner stator 11 is shown, it is of course also possible, the adjusting device additionally or alternatively with the outer stator 13 to pair. Depending on the position of the inner stator 11 and outer stator 13 to each other, the proportion of the Mo tor generator combination 1 transmitted energy. Incidentally, it is also a lateral displacement of the outer stator 13 relative to the inner stator 11 to think.

Die Bewicklungen 9, 10, 12, 14 sind so ausgeführt, dass die Bewicklung 12 des inneren Stators 11 sowie die Bewicklung 14 des äußeren Stators 13 jeweils ein magnetisches Drehfeld erzeugen können. Auch die Bewicklung 9 des Innenläufers 2 ist so ausgeführt, dass mit dieser ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden kann. Demgegenüber ist die Bewicklung 10 des Mittelläufers 3 so ausgeführt, dass dieser je nach konkretem Anwendungszweck der Motor-Generator-Kombination 1 entweder als Synchronläufer und/oder als Asynchronläufer ausgeführt ist bzw. geschaltet werden kann.The windings 9 . 10 . 12 . 14 are designed so that the winding 12 of the inner stator 11 as well as the winding 14 of the outer stator 13 can each generate a magnetic rotating field. Also the winding 9 of the inner rotor 2 is designed so that with this a magnetic rotating field can be generated. In contrast, the winding 10 of the middle runner 3 designed so that this depending on the specific application of the motor-generator combination 1 is either designed as a synchronous rotor and / or as an asynchronous or can be switched.

Um die Bewicklungen 9, 10 des Innenläufers 2 sowie des Mittelläufers 3 mit elektrischer Energie versorgen zu können, bzw. von diesen elektrische Energie abgreifen zu können, sind im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils im Bereich der Antriebsaches 6, bzw. im Bereich der Abtriebsache 7 elektrische Kommutatoren 15, 16 vorgesehen. Der Abgriff der elektrischen Energie erfolgt dabei z. B. durch federbelastete Kohlebürsten 17. Zusätzlich ist im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel auch ein Kommutator 18 vorgesehen, der eine elektrische Verbindung zwischen Mittelläufer 3 und Innenläufer 2 ausbildet. Je nach konkreter Ausbildungsform der Motor-Generator-Kombination 1 können einige oder alle Kommutatoren 15, 16, 18 auch als Schleifring ausgebildet sein.To the windings 9 . 10 of the inner rotor 2 as well as the middle runner 3 to be able to supply with electrical energy, or to be able to tap from this electrical energy, are in 1 illustrated embodiment in each case in the field of drive caches 6 , or in the field of output 7 electric commutators 15 . 16 intended. The tap of the electrical energy takes place z. B. by spring-loaded carbon brushes 17 , Additionally, in the 1 illustrated embodiment, a commutator 18 provided, which is an electrical connection between center runners 3 and inner rotor 2 formed. Depending on the specific form of training of the motor-generator combination 1 can some or all commutators 15 . 16 . 18 be designed as a slip ring.

Schließlich ist bei der in 1 dargestellten Motor-Generator-Kombination 1 noch eine mechanische Kupplung 19 vorgesehen, welche beispielweise (wie vorliegend dargestellt) als Einscheibentrockenkupplung ausgeführt ist. Die mechanische Kupplung 19 kann eine mechanische Verbindung zwischen Innenläufer 2 und Mittelläufer 3 herstellen, bzw. deren mechanische Verbindung wieder lösen. Die mechanische Kupplung 19 kann durch ein vorliegend nicht näher dargestelltes Stellelement, das von einer elektronischen Steuer schaltung angesteuert wird, die auch die sonstige Ansteuerung der Motor-Generator-Kombination 1 übernehmen kann, geöffnet bzw. geschlossen werden. Bei geschlossener mechanischer Kupplung 19 drehen sich Innenläufer 2 und Mittelläufer 3 mit konstanter Geschwindigkeit. Die mechanische Kupplung 19 kann im Übrigen relativ klein dimensioniert werden, da die Hauptlast der Drehzahlanpassung von Innenläufer 2 und Mittelläufer 3 vorab auf elektromagnetischem Wege (wie im Folgenden noch näher erläutert werden wird) erfolgt. Die mechanische Kupplung muss daher nur relativ geringe Drehzahldifferenzen aufnehmen.Finally, at the in 1 illustrated motor-generator combination 1 another mechanical clutch 19 provided, which, for example (as shown here) is designed as Einscheibentrockenkupplung. The mechanical coupling 19 can be a mechanical connection between inner rotor 2 and middle runner 3 manufacture, or solve their mechanical connection again. The mechanical coupling 19 can by a present not shown in detail control element, which is controlled by an electronic control circuit, which also controls the other motor-generator combination 1 can take over, be opened or closed. With closed mechanical clutch 19 internal rotor rotate 2 and middle runner 3 at a constant speed. The mechanical coupling 19 Incidentally, can be relatively small dimensions, since the main load of the speed adjustment of internal rotor 2 and middle runner 3 in advance by electromagnetic means (as will be explained in more detail below) takes place. The mechanical clutch therefore has to absorb only relatively small speed differences.

Die Motor-Generator-Kombination 1 kann in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden:
So ist es möglich, die Motor-Generator-Kombination 1 als reinen Elektromotor zu betreiben. In diesem Betriebsmodus wirkt der Mittelläufer 3 mit dem äußeren Stator 13 zusammen als Elektromotor. Der Innenläufer 2 wird stromlos gehalten. Er dreht sich frei in Bezug auf den Mittelläufer 3. Auch der innere Stator 11 wird in dieser Betriebsart stromlos gehalten.The motor-generator combination 1 can be operated in different operating modes:
So it is possible the motor-generator combination 1 to operate as a pure electric motor. In this mode of operation, the middle rotor acts 3 with the outer stator 13 together as an electric motor. The inner rotor 2 is kept de-energized. He turns freely in relation to the center runner 3 , Also the inner stator 11 is kept de-energized in this mode.

Ein weiterer Betriebsmodus ist der Betrieb als Anlasser für eine an der Antriebswelle 6 angeordnete Verbrennungsmaschine. In dieser Betriebsart wird der Mittelläufer 3 als Stator für den als Läufer fungierenden Innenläufer 2 verwendet. Dazu werden geeignete elektrische Ströme an die Bewicklung 9 des Innenläufers 2 bzw. die Bewicklung 10 des Außenläufers 3 angelegt. Der innere Stator 11 und der äußere Stator 13 können stromlos gehalten werden.Another mode of operation is operation as a starter for one on the drive shaft 6 arranged combustion engine. In this mode, the center-runner becomes 3 as a stator for the running as a runner inner rotor 2 used. For this purpose, suitable electrical currents to the winding 9 of the inner rotor 2 or the winding 10 of the outside runner 3 created. The inner stator 11 and the outer stator 13 can be kept de-energized.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, den inneren Stator 11 als Stator für den als Läufer fungierenden Innenläufer 2 zu verwenden. Der Mittelläufer 10 kann dabei stromlos gehalten werden, oder korrespondierend zum inneren Stator 11 angesteuert werden.Alternatively or additionally, it is also possible, the inner stator 11 as a stator for the running as a runner inner rotor 2 to use. The middle runner 10 can be kept de-energized, or corresponding to the inner stator 11 be controlled.

Ein weiterer Betriebsmodus besteht darin, den Innenläufer 2 über die Antriebswelle 6 mit einem Verbrennungsmotor anzutreiben und die Motor-Generator-Kombination 1 in einem kombinierten Generator-Fahrbetrieb-Betriebszustand bzw. in einem Kraftkopplungsbetriebszustand zu betreiben. Die grundsätzliche Idee besteht dabei darin, den Innenläufer 2 in Bezug zum Mittelläufer 3 als Generator zu betreiben. Die erzeugte elektrische Energie wird ganz oder teilweise dazu verwendet, um den Mittelläufer 3 gegenüber dem äußeren Stator 13 zu beschleunigen. Die Menge der erzeugten elektrischen Energie beruht auf dem Drehzahlunterschied zwischen Innenläufer 2 und Mittelläufer 3.Another mode of operation is the inner rotor 2 over the drive shaft 6 to drive with an internal combustion engine and the motor-generator combination 1 to operate in a combined generator driving mode or in a power coupling mode. The basic idea is the inner rotor 2 in relation to the middle runner 3 to operate as a generator. The generated electrical energy is used in whole or in part to the center runner 3 opposite the outer stator 13 to accelerate. The amount of electrical energy generated is based on the speed difference between internal rotors 2 and middle runner 3 ,

Bei stehendem Mittelläufer 3 ergibt sich die höchste Drehzahldifferenz zwischen Innenläufer 2 und Mittelläufer 3. Es wird nur ein geringes Drehmoment vom Innenläufer 2 an den Mittelläufer 3 übertragen (bezüglich des Drehmomentanteils, der durch elektromagnetische Kräfte übertragen wird). Der Großteil der von dem Verbrennungsmotor gelieferten mechanischen Energie wird von der Motor-Generator-Kombination 1 in elektrische Energie umgewandelt. Diese kann in einem Akkumulator zwischengespeichert werden und/oder über den äußeren Stator 13 an den Mittelläufer 3 weitergegeben werden. Insofern kann über den „Umweg” der elektrischen Energieform ein (zusätzliches) Drehmoment vom Innenläufer 2 an den Mittelläufer 3 übertragen werden, und so die mechanische Kopplung stufenlos regelbar erhöht werden.With standing center runner 3 results in the highest speed difference between internal rotor 2 and middle runner 3 , There is only a slight torque from the inner rotor 2 to the middle runner 3 übertra gene (with respect to the torque component, which is transmitted by electromagnetic forces). Most of the mechanical energy delivered by the internal combustion engine comes from the motor-generator combination 1 converted into electrical energy. This can be temporarily stored in an accumulator and / or via the outer stator 13 to the middle runner 3 be passed on. In this respect, via the "detour" of the electrical energy form an (additional) torque from the inner rotor 2 to the middle runner 3 be transferred, and so the mechanical coupling can be increased continuously adjustable.

Hat der Mittelläufer 3 im Verhältnis zur Drehzahl des Innenläufers 2 eine mittlere Drehzahl, so wird bereits ein größerer Anteil des vom Verbrennungsmotor über die Antriebsachse 6 gelieferten Drehmoments in der Motor-Generator-Kombination 1 direkt vom Innenläufer 2 auf den Mittelläufer 3 übertragen. Der Drehmomentanteil, der gegebenenfalls noch über den „Umweg” der elektrischen Energieform übertragen werden muss, sinkt dementsprechend.Has the middle runner 3 in relation to the speed of the internal rotor 2 a medium speed, so is already a larger proportion of the engine via the drive axle 6 supplied torque in the motor-generator combination 1 directly from the inner rotor 2 on the middle runner 3 transfer. The torque component, which may still need to be transmitted via the "detour" of the electrical energy, decreases accordingly.

Dreht sich der Mittelläufer 3 genauso schnell wie der Innenläufer 2, so basiert die Übertragung des vom Verbrennungsmotor über die Antriebsachse 6 herangeführten Drehmoments weitgehend auf einer elektromagnetischen Kopplung von Innenläufer 2 und Mittelläufer 3. Der Anteil der Drehmomentübertragung über den „Umweg” der elektrischen Energieform ist nur noch gering. Um elektrische Energie einzusparen, können der innere Stator 11 (mit seiner Bewicklung 12) und der äußere Stator 13 (mit seiner Bewicklung 14) abgeschaltet werden. Weiterhin ist es möglich, durch Einrücken der (optionalen) mechanischen Kupplung 19 eine direkte mechanische Kopplung zwischen Innenläufer 2 und Mittelläufer 3 auszubilden. Dann ist es möglich, auch den durch die Bewicklung 9 des Innenläufers bzw. den durch die Bewicklung 10 des Mittelläufers fließenden elektrischen Strom abzuschalten. Da die mechanische Kupplung 19 folglich bei nur geringen (oder keinen) Drehzahldifferenzen eingerückt werden kann, kann sie – wie bereits erwähnt – sehr einfach aufgebaut sein.Turns the middle runner 3 as fast as the inner rotor 2 , so the transmission is based on the internal combustion engine via the drive axle 6 zooming torque largely on an electromagnetic coupling of internal rotor 2 and middle runner 3 , The proportion of torque transmission via the "detour" of the electrical energy form is only small. To save electrical energy, the inner stator can 11 (with his winding 12 ) and the outer stator 13 (with his winding 14 ) are switched off. Furthermore, it is possible by engaging the (optional) mechanical coupling 19 a direct mechanical coupling between internal rotor 2 and middle runner 3 train. Then it is possible, also by the winding 9 the inner rotor or by the winding 10 to switch off the electric current flowing through the center rotor. Because the mechanical coupling 19 Consequently, with little (or no) speed differences can be engaged, it can - as already mentioned - be very simple.

Es ist sogar möglich, den Mittelläufer 3 gegensinnig zum Innenläufer 2 zu betreiben. Hierbei werden der äußere Stator 13 und der Mittelläufer 3 als Synchronmotor bzw. als Asynchronmotor betrieben. Die Motor-Generator-Kombination 1 wird neben der Belastung durch diesen Motorbetrieb zusätzlich durch die Generatorfunktion des Innenläufers 2 belastet. Bei realistischen Bauformen der Motor-Generator-Kombination 1 sollte diese Betriebsart nur bei niedrigen Drehzahlen des Mittelläufers 3 verwendet werden. Für die Realisierung einer Rückwärtsfahrfunktion bei einem Kraftfahrzeug ist dies jedoch in der Regel völlig ausreichend.It is even possible for the middle runner 3 in opposite directions to the inner rotor 2 to operate. Here are the outer stator 13 and the middle runner 3 operated as a synchronous motor or as an asynchronous motor. The motor-generator combination 1 In addition to the load caused by this engine operation, this is additionally due to the generator function of the internal rotor 2 loaded. For realistic designs of the motor-generator combination 1 This mode should only be used at low speeds of the center rotor 3 be used. However, for the realization of a reverse drive function in a motor vehicle, this is usually completely sufficient.

Weiterhin kann mit der Motor-Generator-Kombination 1 auch eine Boost-Fahrfunktion realisiert werden. Bei dieser wird die vom Verbrennungsmotor über die Antriebswelle 6 gelieferte mechanische Leistung vollständig an die Abtriebsachse 7 weitergeleitet. Zusätzlich wird die Motor-Generator-Kombination 1 als Elektromotor betrieben, so dass die insgesamt an die Abtriebsachse 7 abgegebene Leistung höher ist, als die vom Verbrennungsmotor gelieferte Leistung. Dadurch können insbesondere Anfahrvorgänge und Beschleunigungsvorgänge besonders rasch erfolgen. In dieser Betriebsart wird der Mittelläufer 3 als Läufer gegenüber dem als Stator dienenden Innenläufer 2 verwendet und als Elektromotor betrieben. Dadurch kommt es zu einer Addition der vom Verbrennungsmotor gelieferten Leistung und der für die zusätzliche Beschleunigung des Kraftfahrzeugs eingesetzten elektrischen Leistung.Furthermore, with the motor-generator combination 1 also a boost driving function can be realized. In this case, the combustion engine via the drive shaft 6 delivered mechanical power completely to the output shaft 7 forwarded. In addition, the motor-generator combination 1 operated as an electric motor, so that the total to the output shaft 7 output power is higher than the power supplied by the internal combustion engine. As a result, in particular start-up operations and acceleration processes can take place particularly quickly. In this mode, the center-runner becomes 3 as a runner relative to the inner rotor serving as a stator 2 used and operated as an electric motor. This results in an addition of the power supplied by the internal combustion engine and the electrical power used for the additional acceleration of the motor vehicle.

Schließlich kann die Motor-Generator-Kombination 1 auch in einem Rekuperationsbetriebsmodus genutzt werden, bei dem die mechanische Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs bei einem Verzögerungsvorgang desselben in elektrische Energie zurückgewandelt wird. Hier wird der Mittelläufer 3 in Bezug auf den äußeren Stator 13 als Synchrongenerator bzw. als Asynchrongenerator verwendet. Besonders erwähnt werden sollte in diesem Zusammenhang, dass es auch während des Abbremsens des Fahrzeugs (Rekuperationsbetrieb) möglich ist, mechanische Energie des Verbrennungsmotors über den Innenläufer 2, der gegenüber dem inneren Stator 11 und/oder gegenüber dem Mittelläufer 3 als Läufer betrieben wird, in elektrische Energie umzuwandeln.Finally, the engine-generator combination 1 can also be used in a Rekuperationsbetriebsmodus in which the mechanical kinetic energy of the motor vehicle is converted back in a deceleration process of the same into electrical energy. Here is the middle runner 3 in relation to the outer stator 13 used as a synchronous generator or as an asynchronous generator. Particular mention should be made in this context, that it is possible during the deceleration of the vehicle (recuperation), mechanical energy of the engine via the inner rotor 2 which is opposite the inner stator 11 and / or towards the center-runner 3 run as a runner to convert into electrical energy.

In 2 ist eine Motor-Generator-Kombination 20 dargestellt, welche eine Variation der in 1 dargestellten Motor-Generator-Kombination 1 darstellt. Gegenüber der in 1 gezeigten Motor-Generator-Kombination 1 wird bei der vorliegenden Motor-Generator-Kombination 20 ein mit einer Antriebswelle 6 verbundener Innenläufer 21 verwendet, der mehrere konzentrisch angeordnete Wandbereiche 23 aufweist, auf denen jeweils eine Bewicklung 9 angebracht ist. Auch der Mittelläufer 22, der mit der Abtriebswelle 7 verbunden ist, weist mehrere konzentrisch angeordnete Wandbereiche 24 auf. Die Wandbereiche 23 des Innenläufers 21 und die Wandbereiche 24 des Mittelläufers 22 sind jeweils einander abwechselnd angeordnet.In 2 is a motor-generator combination 20 which shows a variation of in 1 illustrated motor-generator combination 1 represents. Opposite the in 1 shown motor-generator combination 1 is at the present motor-generator combination 20 one with a drive shaft 6 connected inner rotor 21 used, the several concentrically arranged wall areas 23 has, on each of which a winding 9 is appropriate. Also the middle runner 22 that with the output shaft 7 is connected, has a plurality of concentrically arranged wall portions 24 on. The wall areas 23 of the inner rotor 21 and the wall areas 24 of the middle runner 22 are each arranged alternately.

Analog zum in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Motor-Generator-Kombination 1 ist auch bei der vorliegend dargestellten Motor-Generator-Kombination 20 in der Mitte der Motor-Generator-Kombination 20 ein innerer Stator 11 mit einer Bewicklung 12 und radial außen ein äußerer Stator 13 mit einer Bewicklung 14 vorgesehen. Auch hier können der innere Stator 11 und der äußere Stator 13 mit Hilfe einer Verstelleinrichtung 35 gegeneinander verdreht werden. Dabei ist die Verstelleinrichtung beim in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit dem äußeren Stator 13 ausgebildet. Darüber hinaus sind bei der Motor-Generator-Kombination 20 analog zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Kommutatoren 15, 16, 18 und eine mechanische Kupplung 19 vorgesehen. Diese sind jedoch aus Veranschaulichungsgründen in 2 nicht eingezeichnet. Im Übrigen ist es auch möglich, dass zwischen den benachbarten Wandbereichen 23, 24 des Innenläufers 21 und des Mittelläufers 22 (oder einem Teil davon) weitere Statoren vorgesehen werden.Analogous to in 1 shown embodiment of a motor-generator combination 1 is also in the present engine-generator combination shown 20 in the middle of the motor-generator combination 20 an inner stator 11 with a winding 12 and radially outside an outer stator 13 with a winding 14 intended. Again, the inner stator 11 and the outer stator 13 with the help of an adjusting device 35 against each other ver to be turned. The adjusting device is in 2 illustrated embodiment in connection with the outer stator 13 educated. In addition, in the motor-generator combination 20 analogous to in 1 illustrated embodiment, commutators 15 . 16 . 18 and a mechanical clutch 19 intended. However, these are for illustrative purposes in FIG 2 not shown. Incidentally, it is also possible that between the adjacent wall areas 23 . 24 of the inner rotor 21 and the center-runner 22 (or part of) further stators are provided.

Mit der in 2 dargestellten Ausführungsform kann bestimmten Bauraumvorgaben ggf. besser Rechnung getragen werden. Außerdem können die übertragbaren Drehmomente ggf. besonders hoch sein. Die Betriebsweise entspricht der in 1 gezeigten Motor-Generator-Kombination 1.With the in 2 illustrated embodiment, certain space requirements may be better taken into account. In addition, the transmittable torques may possibly be particularly high. The mode of operation corresponds to that in 1 shown motor-generator combination 1 ,

In 3 ist eine weitere mögliche Bauform einer Motor-Generator-Kombination 33 im schematischen Querschnitt dargestellt. Hier sind der mit der Antriebswelle 6 verbundene antriebsseitige Läufer 25 (entspricht dem „Innenläufer” 2, 21 der 1 und 2) und der mit der Abtriebswelle 7 verbundene abtriebsseitige Läufer 26 (entspricht dem „Mittelläufer” 3, 22 der 1 und 2) scheibenartig ausgebildet. Der antriebsseitige Läufer 25 und der abtriebsseitige Läufer 26 sind benachbart zueinander angeordnet, und jeweils mit einer Bewicklung 29, 30 versehen. Benachbart zum antriebsseitigen Läufer 25 ist ein antriebsseitiger Stator 27 (entspricht dem „inneren Stator” 11 der 1 und 2) angeordnet, der eine geeignete Bewicklung 31 aufweist. In analoger Weise ist benachbart zum abtriebsseitigen Läufer 26 ist ein abtriebsseitiger Stator 28 (entspricht dem „äußeren Stator” 13 der 1 und 2) angeordnet, der ebenfalls eine geeignete Bewicklung 32 aufweist. Auch hier können antriebsseitiger Stator 27 und abtriebsseitiger Stator 28 durch eine Verstelleinrichtung 35 gegeneinander verdreht werden, um so die Menge der übertragenen Energie variieren zu können.In 3 is another possible design of a motor-generator combination 33 shown in schematic cross section. Here are the with the drive shaft 6 Connected drive-side rotor 25 (corresponds to the "inner rotor" 2 . 21 of the 1 and 2 ) and with the output shaft 7 connected output side runners 26 (corresponds to the "middle runner" 3 . 22 of the 1 and 2 ) formed like a disk. The drive-side rotor 25 and the output side rotor 26 are arranged adjacent to each other, and each with a winding 29 . 30 Mistake. Adjacent to the drive-side runner 25 is a drive-side stator 27 (corresponds to the "inner stator" 11 of the 1 and 2 ), which is a suitable winding 31 having. In an analogous manner is adjacent to the output side rotor 26 is a driven-side stator 28 (corresponds to the "outer stator" 13 of the 1 and 2 ), which also has a suitable winding 32 having. Again, drive-side stator can 27 and output side stator 28 by an adjusting device 35 be rotated against each other so as to vary the amount of transmitted energy.

Ansonsten ist die in 3 dargestellte Motor-Generator-Kombination 33 analog zu der in 1 gezeigten Motor-Generator-Kombination 1 aufgebaut (z. B. Kommutatoren 15, 16, 18, mechanische Kupplung 19). Auch der Betrieb der vorliegenden Motor-Generator-Kombination 33 erfolgt analog zu der in 1 dargestellten Motor-Generator-Kombination 33.Otherwise, the in 3 illustrated motor-generator combination 33 analogous to that in 1 shown motor-generator combination 1 constructed (eg commutators 15 . 16 . 18 , mechanical coupling 19 ). Also, the operation of the present motor-generator combination 33 takes place analogously to the in 1 illustrated motor-generator combination 33 ,

In 4 ist eine weitere mögliche Ausbildungsform für eine Motor-Generator-Kombination 34 im schematischen Querschnitt dargestellt. Der Aufbau des äußeren Stators 13 ähnelt dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Da im in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kein zweiter Stator vorhanden ist, ist es auch nicht erforderlich, den äußeren Stator 13 mittels einer Verstelleinrichtung verdrehen zu können. Dies kann den Aufbau der Vorrichtung vereinfachen. Auch vorliegend ist – analog zur in 1 gezeigten Motor-Generator-Kombination 1 – eine Kupplung 19 zur reversiblen mechanischen Kopplung von Mittelläufer 36 und Innenläufer 39 vorgesehen, die jedoch aus Geometriegründen an anderer Stelle vorgesehen ist.In 4 is another possible embodiment of a motor-generator combination 34 shown in schematic cross section. The structure of the outer stator 13 is similar to the one in 1 illustrated embodiment. Since im in 4 illustrated embodiment, no second stator is present, it is also not necessary, the outer stator 13 to be able to turn by means of an adjusting device. This can simplify the construction of the device. Also present is - analogous to in 1 shown motor-generator combination 1 - a clutch 19 for the reversible mechanical coupling of center runner 36 and inner rotor 39 provided, which is provided for reasons of geometry elsewhere.

Der Mittelläufer 36 ist vorliegend als Doppelkäfigläufer 56 mit einem inneren Käfigteil 38 und einem äußeren Käfigteil 37 ausgebildet. Der innere Käfigteil 38 und der äußere Käfigteil 37 sind elektrisch voneinander getrennt. Auch hinsichtlich der Magnetfelder sind der innere Käfigteil 38 und der äußere Käfigteil 37 weitgehend voneinander entkoppelt, denn das gemeinsame Blechpaket 40 bewirkt jeweils einen magnetischen Schluss der jeweiligen Magnetfelder in sich. In mechanischer Hinsicht sind die beiden Käfigteile 37, 38 jedoch fest miteinander gekoppelt (vergleiche 5). Da die Magnetfelder jedoch im Wesentlichen voneinander entkoppelt sind, lassen sich der innere Käfigteil 38 und der äußere Käfigteil 37 dennoch unabhängig voneinander betreiben.The middle runner 36 is present as a double squirrel cage 56 with an inner cage part 38 and an outer cage part 37 educated. The inner cage part 38 and the outer cage part 37 are electrically separated from each other. Also with regard to the magnetic fields are the inner cage part 38 and the outer cage part 37 largely decoupled from each other, because the common laminated core 40 each causes a magnetic closure of the respective magnetic fields in itself. Mechanically, the two cage parts 37 . 38 however firmly coupled with each other (compare 5 ). However, since the magnetic fields are substantially decoupled from each other, the inner cage part can be 38 and the outer cage part 37 nevertheless operate independently of each other.

Der Aufbau des Doppelkäfigläufers 56, insbesondere der beiden Käfigteile 37, 38 kann mechanisch sehr stabil ausgeführt werden. Insbesondere ist es möglich, für beide Käfigteile 37, 38 ein und dieselben Blechplatten 40 zu verwenden. Weiterhin sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die eigentlichen Käfigstangen 41, 42 der beiden Käfigteile 37, 38 des Doppelkäfigläufers 56 aus einem tragfähigen Material, wie beispielsweise aus Stahl gefertigt. Um eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen, sind die Käfigstangen 41, 42, die insbesondere als Stützstruktur dienen, mit einer Beschichtung 43 aus einem elektrisch gut leitfähigen Material – beispielsweise Kupfer – versehen. Um die Käfigstangen 41, 42 des inneren Käfigteils 38 und des äußeren Käfigteils 37 elektrisch voneinander zu trennen, ist zusätzlich eine Isolationsummantelung 44 aus einem elektrisch isolierenden Material auf die elektrisch leitfähige Beschichtung 43 aufgebracht. Um stärkere Magnetfelder verwenden zu können, sind in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Käfigstangen 41, 42 des Doppelkäfigläufers 56 Pakete aus miteinander verklebten, jedoch elektrisch voneinander isolierten Blechplatten 40 vorgesehen. Diese Blechplattenstapel 40 dienen als Magnetkern. Die Blechplattenstapel 40 sind – wie bereits erläutert – aufgrund der Isolationsummantelung 44 elektrisch von den Käfigstangen 41, 42 der beiden Käfigteile 37, 38 isoliert. Neben der Leitung von Magnetfeldern dienen die Blechplattenstapel 40 natürlich auch der zusätzlichen mechanischen Stabilisierung des Doppelkäfigläufers 56. Wie man der Zeichnung entnehmen kann, sind in der Trennebene zwischen innerem Käfigteil 38 und äußerem Käfigteil 37 mehrere Öffnungen 47 im Blechplattenstapel 40 ausgebildet. Durch diese Öffnungen 47 kann Luft geleitet werden, um die Motor-Generator-Kombination 34, insbesondere den Mittelläufer 36 zu kühlen. In der Praxis erweist sich jedoch oftmals auch ein Aufbau als ausreichend stabil, bei den nur die äußeren Käfigstangen 41 in Form von Käfigstangen 41 ausgebildet werden. Anstelle der inneren Käfigstangen 42 können jedoch einfache elektrische Leiter verwendet werden.The construction of the double squirrel cage 56 , in particular of the two cage parts 37 . 38 can be mechanically very stable. In particular, it is possible for both cage parts 37 . 38 one and the same metal plates 40 to use. Furthermore, in the present embodiment, the actual cage bars 41 . 42 the two cage parts 37 . 38 of the double squirrel cage 56 made of a durable material, such as steel. To ensure sufficient electrical conductivity, the cage bars are 41 . 42 , which serve in particular as a support structure, with a coating 43 made of a highly electrically conductive material - such as copper - provided. To the cage bars 41 . 42 of the inner cage part 38 and the outer cage part 37 electrically separate from each other, is also an insulation sheath 44 made of an electrically insulating material on the electrically conductive coating 43 applied. To be able to use stronger magnetic fields are in the spaces between the individual cage bars 41 . 42 of the double squirrel cage 56 Packages of glued together, but electrically insulated from each other sheet metal plates 40 intended. These sheet metal stacks 40 serve as a magnetic core. The sheet metal stacks 40 are - as already explained - due to the insulation sheath 44 electrically from the cage bars 41 . 42 the two cage parts 37 . 38 isolated. In addition to the conduction of magnetic fields serve the sheet metal stacks 40 of course also the additional mechanical stabilization of the double squirrel cage 56 , As can be seen from the drawing are in the parting plane between the inner cage part 38 and outer cage part 37 several openings 47 in the Tin plate stack 40 educated. Through these openings 47 Air can be routed to the engine-generator combination 34 , especially the middle runner 36 to cool. In practice, however, often a structure proves to be sufficiently stable, with only the outer cage bars 41 in the form of cage bars 41 be formed. Instead of the inner cage bars 42 however, simple electrical conductors can be used.

Der Innenläufer 39 ist vorliegend als Synchronläufer mit einer geeigneten elektrischen Bewicklung 51 ausgeführt. Mit der elektrischen Bewicklung 51 des Innenläufers 39 wird ein geeignetes magnetisches Drehfeld erzeugt, welches mit dem inneren Käfigteil 38 wechselwirkt. Dementsprechend wird auch in der Bewicklung 14 des äußeren Stators 13 ein magnetisches Drehfeld erzeugt, welches mit dem äußeren Käfigteil 37 wechselwirkt.The inner rotor 39 is present as a synchronous rotor with a suitable electrical winding 51 executed. With the electric winding 51 of the inner rotor 39 a suitable magnetic rotating field is generated, which with the inner cage part 38 interacts. Accordingly, also in the winding 14 of the outer stator 13 generates a magnetic rotating field, which with the outer cage part 37 interacts.

Da der Doppelkäfigläufer 56 im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel becherartig geformt ist, weist der Doppelkäfigläufer 56 (bzw. der Mittelläufer 36) einen inneren Hohlraum auf. In diesem Hohlraum kann ein anderer Läufer 39 und/oder gegebenenfalls auch ein (innerer) Stator angeordnet werden. Dennoch ist es aufgrund des bereits beschriebenen mechanisch stabilen Aufbaus möglich, von der Seite her hohe Drehmomente abführen bzw. einleiten zu können. Dies ist in der Regel selbst dann möglich, wenn die entsprechenden Läufer nur sehr dünn ausgebildet sind. Dies ist natürlich sehr vorteilhaft.Because of the double cage runner 56 is cup-shaped in the present embodiment shown, the double squirrel cage 56 (or the center runner 36 ) on an inner cavity. In this cavity may be another runner 39 and / or possibly also an (inner) stator. Nevertheless, it is possible due to the already described mechanically stable construction to dissipate high torque from the side or to be able to initiate. This is usually possible even if the corresponding runners are designed to be very thin. This is of course very beneficial.

Dagegen ist der Innenläufer 39 in Form eines Vollzylinders ausgebildet. Da im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel kein innerer Stator vorgesehen ist, muss kein entsprechender Hohlraum im Innenläufer 39 vorgesehen werden. Dadurch kann der Innenläufer mechanisch einfacher und kostengünstiger gefertigt werden.In contrast, the inner rotor 39 formed in the form of a solid cylinder. Since in the present embodiment, no inner stator is provided, no corresponding cavity in the inner rotor 39 be provided. This allows the inner rotor mechanically simpler and cheaper to manufacture.

Die in 4 dargestellte Motor-Generator-Kombination 34 ist darüber hinaus mit einem Rotationskommutator 48 versehen, der eine elektrische Verbindung zwischen Innenläufer 39 und äußerem Stator 13 herstellt und/oder die Kommutierung des Innenläufers 39 übernimmt (beispielsweise Gleichrichtung des durch den Innenläufers 39 induzierten Stroms). Der Rotationskommutator 48 ist drehbeweglich auf der Antriebsachse 6 des Innenläufers 39 angeordnet. Sowohl an der radialen Außenseite 50, als auch an der radialen Innenseite 54 des Rotationskommutators 48 sind Schleifkontakte 45 vorgesehen, die einen elektrischen Kontakt zu entsprechenden Kontaktflächen des Rotationskommutators 48, der Antriebswelle 6 sowie des äußeren Stators 13 herstellen. Zusätzlich sind am Rotationskommutator 48 noch Ausrichtmagnete 49 befestigt (beispielsweise zwei Ausrichtmagnete 49, die an diametral gegenüberliegenden Bereichen des Rotationskommutators 48 platziert sind). Die Ausrichtmagnete 49 sind üblicherweise als Permanentmagnete ausgebildet, können jedoch auch anderweitig, wie beispielsweise als elektrische Spule, ausgebildet werden. Auch ist es möglich, einen einzelnen Ausrichtmagnet 49 vorzusehen. Die Ausrichtmagnete 49 richten die Lage des Rotationskommutators 48 entsprechend der Richtung des vorherrschenden Magnetfelds, also beispielsweise entsprechend dem resultierenden Magnetfeld zwischen äußerem Stator 13 und Mittelläufer 36, aus. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel kann somit ein Käfigläufer 36 mit Gleichstrom im Asynchronbetrieb betrieben werden.In the 4 illustrated motor-generator combination 34 is beyond that with a rotary commutator 48 provided that an electrical connection between internal rotor 39 and outer stator 13 manufactures and / or the commutation of the inner rotor 39 takes over (for example, rectification of the internal rotor 39 induced current). The rotary commutator 48 is rotatable on the drive axle 6 of the inner rotor 39 arranged. Both on the radial outside 50 , as well as on the radial inside 54 of the rotary commutator 48 are sliding contacts 45 provided, which makes electrical contact with corresponding contact surfaces of the rotary commutator 48 , the drive shaft 6 and the outer stator 13 produce. Additionally are at the rotary commutator 48 still alignment magnets 49 attached (for example, two alignment magnets 49 at diametrically opposite areas of the rotary commutator 48 are placed). The alignment magnets 49 are usually designed as permanent magnets, but can also be otherwise, such as an electric coil formed. It is also possible to use a single alignment magnet 49 provided. The alignment magnets 49 align the position of the rotary commutator 48 corresponding to the direction of the prevailing magnetic field, that is, for example, according to the resulting magnetic field between the outer stator 13 and middle runner 36 , out. In the present embodiment, therefore, a squirrel cage 36 be operated with DC in asynchronous operation.

Im Übrigen ist es auch möglich, bei der in 4 dargestellten Motor-Generator-Kombination 34 den Mittelläufer 36 mit einem normalen Käfigläufer 55 auszubilden (siehe 6, 7). Der normale Käfigläufer 55 kann beispielsweise an der Innenseite 38 des Mittelläufers 36 vorgesehen werden, wodurch dieser zum Asynchronläufer wird. Der äußere Teil 37 des Mittelläufers 36 wird dagegen mit Permanentmagneten und/oder einer elektrischen Bewicklung 52 (Synchronläuferbewicklung) versehen. In diesem Fall kann man Schleifringe bzw. Kommutatoren verwenden, die den gerichteten Strom von der Bewicklung 51 des Innenläufers 39 übertragen. Ein Schleifring wird dabei zwischen Innenläufer 39 und Mittelläufer 36 analog zu dem in 1 gezeigten Kommutator 18 angeordnet. Die Kommutatoren 15, 16 können an den in 4 zu erkennenden Positionen angeordnet werden. Sie können dabei den Rotationskommutator 48 ersetzten, so dass dieser entfallen kann. Mittels des über die Kommutatoren 15, 16 übertragenen Stroms (insbesondere des über einen sich synchron zum Mittelläufer 36 drehenden Kommutator 16 fließen den Stroms) kann im äußeren Stator 13 ein phasenrichtiges magnetisches Drehfeld erzeugt werden.Incidentally, it is also possible at the in 4 illustrated motor-generator combination 34 the middle runner 36 with a normal squirrel cage 55 to train (see 6 . 7 ). The normal squirrel-cage 55 For example, on the inside 38 of the middle runner 36 be provided, making it the asynchronous. The outer part 37 of the middle runner 36 is in contrast with permanent magnets and / or an electrical winding 52 (Synchronous rotor winding) provided. In this case, one can use slip rings or commutators, which direct the directional current from the winding 51 of the inner rotor 39 transfer. A slip ring is between internal rotor 39 and middle runner 36 analogous to that in 1 shown commutator 18 arranged. The commutators 15 . 16 can at the in 4 be arranged to be recognized positions. You can use the rotary commutator 48 replaced so that it can be omitted. By means of the over the commutators 15 . 16 transmitted current (in particular the one about a synchronous to the center rotor 36 rotating commutator 16 flow the current) can be in the outer stator 13 a phase-correct magnetic rotating field can be generated.

Der normale Käfigläufer 55 (vergleiche 7) selbst ähnelt von seinem Aufbau dem in 5 erläuterten Doppelkäfigläufer 56: Die Käfigstangen 46, die aus einem mechanisch belastbaren Material wie Stahl gefertigt sind, sind mit einem elektrisch leitfähigen Material 43 umhüllt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 43 ist wiederum von einer Isolationsbeschichtung 44 umgeben. Zwischen den einzelnen Käfigstangen 39 sind auch vorliegend Blechplattenstapel 40 vorgesehen, die auch hier der Leitung von Magnetfeldern sowie der zusätzlichen mechanischen Stabilisierung des Käfigläufers 55 dienen. Auf der Außenseite des Käfigläufers 55 ist noch eine elektrische Bewicklung 52 vorgesehen, die in 7 nur schematisch dargestellt ist. Möglich ist es auch, dass anstelle der elektrischen Bewicklung 52 eine Lage aus Permanentmagneten vorgesehen wird.The normal squirrel-cage 55 (see 7 ) itself resembles its construction in the 5 explained double squirrel cage 56 : The cage bars 46 , which are made of a mechanically strong material such as steel, are made with an electrically conductive material 43 envelops. The electrically conductive coating 43 is in turn of an insulation coating 44 surround. Between the individual cage bars 39 are also present sheet metal stacks 40 provided here also the conduction of magnetic fields as well as the additional mechanical stabilization of the squirrel cage 55 serve. On the outside of the squirrel cage 55 is still an electric winding 52 provided in 7 is shown only schematically. It is also possible that instead of electrical winding 52 a layer of permanent magnets is provided.

Eine weitere Variationsmöglichkeit der in 4 dargestellten Motor-Generator-Kombination 34 ergibt sich, wenn der Mittelläufer 36 vollständig als Einmagnetfeld-Käfigläufer 53 ausgebildet wird (siehe 6). Ansonsten ähnelt der Einmagnetfeld-Käfigläufer 53 den vorab beschriebenen Käfigläufern. Bei dem vorliegend dargestellten Einmagnetfeld-Käfigläufer 53 muss die Polzahl des äußeren Stators 13 und des Innenläufers 39 identisch sein. Der hier nach wie vor vorzusehende Rotationskommutator 48 wird synchron zum magnetischen Drehfeld zwischen äußerem Stator 13 und Innenläufer 39 gehalten. Hier gibt es folglich nur ein einzelnes magnetisches Drehfeld. Eine derartige Motor-Generator-Kombination 34 kann einen besonders einfachen Aufbau aufweisen. In vorliegenden Zusammenhang ist es im Übrigen auch möglich, einen inneren Stator 11 mit einer elektrischen Bewicklung 12 und gegebenenfalls auch eine Verstelleinrichtung 35 (vergleiche mit der in 1 dargestellten Motor-Generator-Kombination 1) vorzusehen.Another variation of the in 4 illustrated motor-generator combination 34 arises when the center-runner 36 completely as a single magnetic field squirrel cage 53 is formed (see 6 ). Otherwise, the Einmagnetfeld squirrel cage resembles 53 the cage runners described above. In the present invention shown Einmagnetfeld squirrel cage 53 must be the number of poles of the outer stator 13 and the inner rotor 39 be identical. The here still vorzusehende rotary commutator 48 becomes synchronous with the magnetic rotating field between the outer stator 13 and inner rotor 39 held. There is therefore only a single magnetic rotating field here. Such a motor-generator combination 34 can have a particularly simple structure. Incidentally, in the present context, it is also possible to use an inner stator 11 with an electrical winding 12 and optionally also an adjusting device 35 (compare with the in 1 illustrated motor-generator combination 1 ).

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4408719 C1 [0016]
- DE 19960168 A1 [0016]
GB 2307109A [0017]
- GB 2278242 A [0017]

Claims

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), comprising at least one rotatably mounted first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ), at least one rotatably mounted second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ), at least one first stator device ( 11 . 27 ) and at least one second stator device ( 13 . 28 ), wherein the motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) is designed and arranged such that at least parts of at least one first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ) and at least parts of at least one second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ) are at least partially and / or at least temporarily in a mutual interaction region, at least parts of at least a first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ) and at least parts of at least one of a first stator device ( 11 . 27 ) are at least partially and / or at least temporarily in a mutual interaction region and at least parts of at least one second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ) and at least parts of at least one second stator device ( 13 . 28 ) are at least partially and / or at least partially in a mutual interaction region.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to claim 1, comprising at least one rotatably mounted rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ), at least one stator device ( 11 . 13 . 27 . 28 ) and at least one commutator device ( 15 . 16 . 18 . 48 ), which rotatably attached ( 48 ) and at least one magnetic field alignment means ( 49 ) having.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to claim 1 or 2, comprising at least one rotatably mounted rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) and at least one stator device ( 11 . 13 . 27 . 28 ), characterized in that at least one rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) as squirrel cage device ( 55 . 53 ) and preferably has at least one inner cavity.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of the preceding claims, comprising at least one rotatably mounted rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) and at least one stator device ( 11 . 13 . 27 . 28 ), characterized in that at least one rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) and / or at least one stator device ( 11 . 13 . 27 . 28 ) at least two electrically and / or magnetically independent effective sides ( 37 . 38 ) having.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the mutual interaction areas by an adjacent arrangement of the associated devices ( 2 . 3 . 11 . 21 . 22 . 25 . 26 . 27 . 36 . 39 ) are realized.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of at least one rotor device ( 25 . 26 ) and / or at least parts of at least one stator device ( 27 . 28 ) disc-like ( 3 ) and / or coaxial 1 . 2 ) are arranged.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of at least one rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) are formed at least temporarily as a synchronous rotor and / or at least temporarily as an asynchronous rotor.

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one coupling device ( 19 ), in particular a coupling device ( 19 ) for the reversible coupling of at least two rotor devices ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ).

Motor generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), which is arranged between a drive motor, preferably a heat engine, particularly preferably an internal combustion engine and / or a turbine, and a device to be driven, in particular a drive shaft, a cardan shaft, a wheel, a differential and / or a drive axle.

Method for operating a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of claims 1 to 9, comprising at least one rotatably mounted first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ), at least one rotatably mounted second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ), at least one first stator device ( 11 . 27 ) and at least one second stator device ( 13 . 28 ), characterized in that at least parts of at least a first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ) at least partially with at least one second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ) and / or at least one first stator device ( 11 . 27 ) and / or at least parts of at least one second rotor device ( 3 . 22 . 26 . 36 ) at least temporarily with at least one first rotor device ( 2 . 21 . 25 . 39 ) and / or at least one second stator device ( 13 . 28 ) interact.

Method for operating a motor gene rator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of claims 1 to 9, preferred method according to claim 11, characterized in that at least one rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) or parts thereof and / or at least one stator device ( 11 . 13 . 27 . 28 ) or parts thereof ( 11 . 13 . 27 . 28 ) is operated at least temporarily and / or in regions in different directions with a different action behavior.

Method for operating a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of claims 1 to 9, preferably method according to claim 10 or 11, characterized in that at least parts of at least one rotor device ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) are formed as an asynchronous rotor and at least parts of at least one stator device corresponding thereto ( 11 . 13 . 27 . 28 ) are supplied with a DC voltage.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) is at least temporarily operated in an operating state taken from a group of operating states including a purely electromotive operating state, a starter operating state, a combined electric-mechanical and mechanical generator driving operation combined state, a pure pairing operating state, a mechanical coupling boost traveling state and electromotive operation and a Rekuperationsbetriebszustand.

Method according to one of claims 10 to 13, wherein at least temporarily a direct mechanical coupling ( 19 ) at least two components of the motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ), in particular at least two rotor devices ( 2 . 3 . 21 . 22 . 25 . 26 . 36 . 39 ) he follows.

Use of a motor-generator device ( 1 . 20 . 33 . 34 ) according to one of claims 1 to 9 and / or a method according to one of claims 10 to 14 for operating a hybrid drive device, in particular a hybrid motor vehicle.