DE102013105805A1 - Konzentrisches Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystem - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung bereitgestellt und umfasst eine Nabe, die gegenüberliegende Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren, eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen, eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist, und erste und zweite Kopplungen, wobei die erste Kopplung angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden, und die zweite Kopplung angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Der hierin offenbarte Gegenstand bezieht sich auf den in der US-Anmeldung mit der Seriennummer 12/953 033 offenbarten Gegenstand, die mit „CONCENTRIC MOTOR POWER GENERATION AND DRIVE SYSTEM” betitelt ist und die am 23. November 2010 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt der US-Anmeldung mit der Seriennummer 12/953 033 wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft ein konzentrisches Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystem.
  • In vielen Fahrzeugen und insbesondere Hybridfahrzeugen werden Leistungsübertragungssysteme zur Umwandlung von mechanischer Energie, die in einem Motor erzeugt wird, in elektrische Energie verwendet, die entweder gespeichert oder wieder zurück in mechanische Energie umgewandelt werden kann, die zu Antriebszwecken eingesetzt werden kann. Diese Leistungsübertragungssysteme umfassen häufig einen Generatorrotor, der durch eine Antriebswelle, die drehbar mit einem Motor verbunden ist, angetrieben wird, um sich zu drehen, und einen Generatorstator, der die Rotordrehung in elektrische Energie umwandelt. Diese elektrische Energie wird entweder durch eine Batterie gespeichert oder zu einem Antriebsstator übertragen, der eine Drehung eines Antriebsrotors hervorruft, der wiederum zum Beispiel mit Fahrzeugrädern verbunden ist.
  • Typischerweise sind in herkömmlichen Leistungsübertragungssystemen die Generatorelemente und die Antriebselemente nicht zusammen angebracht und können vielmehr an unterschiedlichen Teilen eines bestimmten Fahrzeugs angeordnet sein. Daher besteht ein Bedarf, diese Einrichtungen in einem solchen Fahrzeug in relativ schweren und komplexen Ausgestaltungen getrennt anzubringen. Dies führt dazu, dass das Fahrzeug selbst relativ schwer und weniger treibstoffsparsam ist als es anderweitig sein könnte.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt und umfasst eine Nabe, die gegenüberliegende Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren, eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen, eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist, und erste und zweite Kopplungen, wobei die erste Kopplung angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden, und die zweite Kopplung angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt und umfasst eine Nabe, die gegenüberliegende erste und zweite Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an gegenüberliegenden Enden hiervon an den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren, eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen, eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist, und erste und zweite Kopplungen. Die erste Kopplung ist angeordnet, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden. Die zweite Kopplung ist angeordnet, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden. Die zugeführte mechanische Energie ist somit jeweils von der ersten Baugruppe zu der zweiten Baugruppe und von der zweiten Baugruppe zu den externen, mechanischen Elementen übertragbar.
  • Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt und umfasst eine Nabe, die gegenüberliegende Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren, eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen, eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist, eine erste Kopplung, die angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden, und eine zweite Kopplung, die angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden, wobei die zweite Kopplung in einer Energieerzeugungsbetriebsart in einem geöffneten Zustand betreibbar ist.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlicher werden, die in Verbindung mit den Zeichnungen vorgenommen wurde.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, ist insbesondere in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung dargelegt und eindeutig beansprucht. Die vorhergehenden und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurde, in denen:
  • 1 eine Perspektivansicht einer konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist;
  • 2 eine Ansicht einer konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist, die entlang der Linien 2-2 aus 1 erstellt wurde;
  • 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm der konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist;
  • 4 ein schematisches Schaltungsdiagramm weiterer Ausführungsformen der konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist;
  • 5 ein schematisches Schaltungsdiagramm weiterer Ausführungsformen der konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist; und
  • 6 ein schematisches Schaltungsdiagramm weiterer Ausführungsformen der konzentrischen Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung ist.
  • Die ausführliche Beschreibung erläutert beispielhaft Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen mit Bezug auf die Zeichnungen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Bezug auf die 1–3 wird eine konzentrische Motorleistungserzeugungs- und Antriebssystemvorrichtung 10 bereitgestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Nabe 11, eine erste Baugruppe 12 und eine zweite Baugruppe 13. Die Nabe 10 umfasst erste und zweite gegenüberliegende Stirnflächen 20, 21, eine erste Seitenwand 22, die an gegenüberliegenden Enden hiervon an den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen 20, 21 befestigt ist, um einen ersten Innenraum 23 zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen 20, 21 zu definieren, und eine zweite Seitenwand 24. Die zweite Seitenwand 24 ist an einer der ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen 20, 21 befestigt, um einen zweiten Innenraum 25 innerhalb des ersten Innenraums 23 zu definieren. Die Nabe 10 kann daher ein Gehäuse sein und kann starr an einem Motor, einer Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung oder einer ähnlichen Art von Anbringung befestigt sein.
  • Die erste Baugruppe 12 ist innerhalb des zweiten Innenraums 25 angeordnet und ist ausgelegt, elektrischen Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen. Im Gegensatz dazu ist die zweite Baugruppe 13, die elektrisch mit der ersten Baugruppe 12 verbunden ist, innerhalb des ersten Innenraums 23 angeordnet, der allgemein die zweite Seitenwand 24 umgibt, und ausgelegt, mechanische Energie aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe 12 erzeugten Strom zugeordnet ist.
  • In Übereinstimmung mit Ausführungsformen können die erste und zweite Seitenwand 22 und 24 jeweils im Wesentlichen zylinderförmig sein und, in einigen Fällen, im Wesentlichen konzentrisch zueinander. Die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 können ebenfalls im Wesentlichen konzentrisch zueinander sein, obwohl Teile der zweiten Baugruppe 13 axial von den entsprechenden Teilen der ersten Baugruppe 12 verlagert sein können. Wo zum Beispiel die zweite Seitenwand 24 an der ersten Stirnfläche 20 befestigt ist, steht ein Ende der zweiten Baugruppe 13, das der zweiten Stirnfläche 21 entspricht, axial von einem entsprechenden Ende der ersten Baugruppe 12 hervor.
  • Mit den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen können die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 jeweils Rotor-Stator-Baugruppen umfassen. Zum Beispiel kann die erste Baugruppe 12 einen Generatorstator 30 umfassen, der fest mit der zweiten Seitenwand 24 verbunden ist, und einen extern angetriebenen Generatorrotor 31, der betriebsfähig innerhalb eines zentralen Bereichs angeordnet ist, der durch den Generatorstator 30 definiert ist. Eine Drehung des Generatorrotors 31 induziert einen Strom in dem Generatorstator 30. Wenn die Vorrichtung 10 in einem Fahrzeug installiert ist, kann die Vorrichtung 10 ferner eine Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40, wie zum Beispiel einen Motor, umfassen, um die Drehung des Generatorrotors 31 mittels einer Welle 41 der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung zu treiben. In Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen ist zu verstehen, dass die ersten und zweiten Baugruppen 12 und 13 jeweils verschiedene Stufen von zum Beispiel Rotor-Stator-Baugruppen umfassen können und auf diese Weise für zusätzliche Antriebsleistung und/oder stufenweise Erhöhung der Antriebsleistung entsprechend einem Gangwechsel sorgen können.
  • Die zweite Baugruppe 13 kann einen Antriebsstator 50 umfassen, der fest mit der ersten Seitenwand 22 verbunden ist, und einen Antriebsrotor 51. Der Antriebsrotor 51 ist betriebsfähig innerhalb eines zentralen Bereichs angeordnet, der durch den Antriebsstator 50 definiert ist. Dementsprechend ruft ein dem Antriebsstator 50 zugeführter Strom eine Drehung des Antriebsrotors 51 hervor. Die Drehung des Antriebsrotors 51 treibt externe, mechanische Elemente 60 über eine Antriebswelle 61 an, wie zum Beispiel antreibbare Vorrichtungen, die eine Drehzahl-/Drehmomentregulierung erfordern, oder Räder, wenn die Vorrichtung 10 in einem Fahrzeug installiert ist. Der dem Antriebsstator 50 zugeführte Strom kann der Strom sein, der dem durch die erste Baugruppe 12 erzeugten Strom zugeordnet ist.
  • Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen ersten Wechselrichter 70 und einen zweiten Wechselrichter 71. Der erste Wechselrichter 70 ist elektrisch mit der ersten Baugruppe 12 verbunden und wandelt einen Wechselstrom (AC), der durch die erste Baugruppe 12 erzeugt wird, wie vorstehend beschrieben ist, in einen Gleichstrom (DC) um. Der zweite Wechselrichter 71 ist elektrisch zwischen den ersten Wechselrichter 70 und die zweite Baugruppe 13 eingefügt und wandelt den durch den ersten Wechselrichter 70 erzeugten Gleichstrom zurück in einen Wechselstrom, der verwendet werden kann, um Arbeitsvorgänge der zweiten Baugruppe 13 zu treiben. In Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen kann die Steuerung, die durch den ersten und zweiten Wechselrichter 70, 71 bereitgestellt wird, entweder die Stärke oder die Frequenz der Ströme (AC oder DC) oder beides beeinflussen.
  • Das heißt, bei dem vorstehend gegebenen Beispiel, da die Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40 eine Drehung der Welle 41 der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung bewirkt, dass die Drehung der Welle 41 der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung eine Drehung des Generatorrotors 31 treibt. Die Drehung des Generatorrotors 31 induziert einen Wechselstrom in dem Generatorstator 30. Da der erste Wechselrichtung 70 elektrisch mit dem Generatorstator 30 verbunden ist, wird dieser Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt, der durch den zweiten Wechselrichter 71 zurück in Wechselstrom umgewandelt wird. Da der Antriebsstator 50 elektrisch mit dem zweiten Wechselrichter 71 verbunden ist, wird dieser Wechselstrom dem Antriebsstator 50 zugeführt, um eine Drehung des Antriebsrotors 51 herbeizuführen. Die mechanische Energie der Drehung des Antriebsrotors 51 wird dann über die Antriebswelle 61 an die mechanischen Elemente 60 übertragen.
  • In Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen und mit Bezug auf 4 kann die Vorrichtung 10 ferner eine Energiespeicherschaltung 80 umfassen. Die Energiespeicherschaltung 80 ist elektrisch zwischen die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 eingefügt und ist ausgelegt, elektrische Energie aus dem in wenigstens der ersten Baugruppe 12 erzeugten Strom zu speichern. Die Energiespeicherschaltung 80 umfasst den wie vorstehend beschriebenen ersten Wechselrichter 70, den wie vorstehend beschriebenen zweiten Wechselrichter 71 und eine Speichervorrichtung 81, wie zum Beispiel eine Batterie oder einen Ultrakondensator. Die Speichervorrichtung 81 ist in Reihe mit dem ersten und zweiten Wechselrichter 71 angeordnet, um elektrische Energie, die von dem Ausgang des ersten Wechselrichters 70 oder des zweiten Wechselrichters 71 herrührt, abhängig von der Richtung, in die der erste und zweite Wechselrichter 70, 71 gesteuert werden, zu speichern. Somit kann ein Wechselrichter zum Laden der Speichervorrichtung 81 eingesetzt werden, während der andere für die Antriebsleistung eingesetzt wird, oder beide können zum Laden oder Antrieb eingesetzt werden.
  • Während des normalen Betriebs fließt Antriebsleistung von der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40 durch die erste Baugruppe 12, den ersten und zweiten Wechselrichter 70, 71, die Energiespeicherschaltung 80 und die zweite Baugruppe 13 zu den mechanischen Elementen 60. Während des Anlaufens der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung kann jedoch eine Polarität des ersten Wechselrichters 70 in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren derart umgedreht werden, dass die Antriebsleistung von der Speichervorrichtung 81 zu der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40 fließen kann. In diesem Fall wird Elektrizität, die in der Speichervorrichtung 81 gespeichert ist, zu dem ersten Wechselrichter 70 übertragen, wo sie von einem Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wird. Der Wechselstrom wird dann zu dem Generatorstator 30 übertragen, um ein Drehen des Generatorrotors 31 herbeizuführen. Die Drehung des Generatorrotors 31 bewirkt oder unterstützt das Anlaufen der Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40. Zusätzlich kann während bestimmter Antriebszustände, wie zum Beispiel beim Bergabfahren, die Speichervorrichtung für eine Leistung von der zweiten Baugruppe 13 aufnahmefähig sein. In diesem Fall kann eine Polarität des zweiten Wechselrichters 71 umgedreht werden und mechanische Energie des mechanischen Elements 61 kann durch die zweite Baugruppe in Wechselstrom umgewandelt werden und dann durch den zweiten Wechselrichter 71 in Gleichstrom umgewandelt werden. Dieser Gleichstrom kann der Speichervorrichtung 81 zugeführt werden.
  • In Übereinstimmung mit noch weiteren Ausführungsformen und mit Bezug auf 5 kann die Vorrichtung 10 ferner die wie vorstehend mit Bezug auf 4 beschriebene Energiespeicherschaltung 80 umfassen, so dass ein Laden der Speichervorrichtung 81 möglich ist, und eine erste Kopplung 90. Die erste Kopplung 90 verbindet die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 derart mechanisch, dass wenigstens ein Teil der zugeführten mechanischen Energie von der ersten Baugruppe 12 zu der zweiten Baugruppe 13 übertragen wird. Zu diesem Zweck kann die erste Kopplung 90 eine erste Kupplung 91 umfassen, die jeweils mit der ersten und zweiten Baugruppe 12 und 13 verbunden ist. In diesen weiteren Ausführungsformen erhöht die Möglichkeit, Antriebsleistung von der ersten Baugruppe 12 über die erste Kupplung 91 direkt zu der zweiten Baugruppe 13 zu übertragen, während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt einen Wirkungsgrad der Vorrichtung 10.
  • In Übereinstimmung mit noch weiteren Ausführungsformen und mit Bezug auf 6 kann die Vorrichtung 10 ferner die erste Kupplung 91 der ersten Kopplung 90 umfassen und eine zweite Kupplung 101 einer zweiten Kopplung 100. Während die erste Kopplung 90 die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 derart mechanisch verbindet, dass wenigstens ein Teil der zugeführten mechanischen Energie von der ersten Baugruppe 12 zu der zweiten Baugruppe 13 übertragbar ist, verbindet die zweite Kopplung 100 die zweite Baugruppe 13 und die externen, mechanischen Elemente 60 mechanisch derart, dass wenigstens ein Teil der zugeführten mechanischen Energie von der zweiten Baugruppe 13 zu den externen, mechanischen Elementen 60 übertragbar ist.
  • In einer Energieerzeugungsbetriebsart ist die zweite Kupplung 100 in einem geöffneten Zustand betriebsfähig (d. h. die zweite Kupplung ist derart geöffnet, dass eine Drehung nicht zu den externen, mechanischen Elementen 60 übertragen wird) und eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen 12 und 13 ist betriebsfähig, Strom oder Energie zu erzeugen, die der Speichervorrichtung 81 zuzuführen ist. Das heißt, wenn sowohl die erste Kupplung 91 als auch die zweite Kupplung 100 geöffnet sind, während die Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40 betrieben wird, werden die externen, mechanischen Elemente 60 nicht angetrieben und die erste Baugruppe 12 erzeugt der Speichervorrichtung 81 zuzuführenden Strom oder Energie. Im Gegensatz hierzu werden, wenn die erste Kupplung 91 geschlossen ist und die zweite Kupplung 100 geöffnet ist, während die Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung 40 betrieben wird, die externen, mechanischen Elemente 60 nicht angetrieben und die erste und zweite Baugruppe 12 und 13 stehen beide zur Verfügung, um der Speichervorrichtung 81 zuzuführenden Strom oder Energie zu erzeugen.
  • In einem Fall, in dem sowohl die erste Kupplung 91 und die zweite Kupplung 100 geschlossen sind, arbeitet die Vorrichtung 10 ähnlich wie vorstehend mit Bezug auf 5 beschrieben. Das heißt, wenigstens ein Teil der zugeführten mechanischen Energie ist von der ersten Baugruppe 12 zu der zweiten Baugruppe 13 übertragbar und dies kann während eines relativ hochtourigen Betriebs der Vorrichtung 10 einen Wirkungsgrad der Vorrichtung 10 erhöhen. Gleichwohl können eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen 12 und 13 als Induktions- oder geschaltete Reluktanzmotoren bereitgestellt werden, die wahlweise in Übereinstimmung mit Strombetriebszuständen an- und ausgeschaltet werden können. Dementsprechend können bei geschlossener erster Kupplung 91 und zweiter Kupplung 100 eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen für einen Betrieb mit relativ hohem Wirkungsgrad abgeschaltet werden oder für einen Betrieb mit relativ hoher Leistung angeschaltet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein derartiger Betrieb mit relativ hoher Leistung insbesondere in Fällen nützlich sein, in denen eine Motorverkleinerung vorhanden ist und ein vorübergehender Betrieb mit hoher Leistung (d. h. Bergauffahren oder Lasttransport) erforderlich ist.
  • Obwohl die Erfindung ausführlich in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl an Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist ohne weiteres zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf solche offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Stattdessen kann die Erfindung modifiziert werden, um jede Anzahl an Variationen, Abänderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Ausgestaltungen einzuschließen, die bisher nicht beschrieben wurden, die dem Gedanken und dem Geltungsbereich der Erfindung entsprechen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist zusätzlich zu verstehen, dass Aspekte der Erfindung lediglich einige der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können. Dementsprechend ist die Erfindung nicht als durch die vorhergehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist lediglich durch den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche beschränkt.

Claims (18)

  1. Vorrichtung, aufweisend: eine Nabe, die gegenüberliegende Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren; eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen; eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist; und erste und zweite Kopplungen, wobei die erste Kopplung angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden, und die zweite Kopplung angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen als ein Induktionsmotor vorgesehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen als ein geschalteter Reluktanzmotor vorgesehen sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kopplung eine Kupplung aufweist, die jeweils mit der ersten und zweiten Baugruppe verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Kopplung eine Kupplung aufweist, die jeweils mit der zweiten Baugruppe und den externen, mechanischen Elementen verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Energiespeicherschaltung, die elektrisch zwischen die erste und zweite Baugruppe eingefügt ist, um elektrische Energie aus dem erzeugten Strom zu speichern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen ausgelegt sind, der Energiespeicherschaltung Energie zuzuführen, wobei die zweite Kopplung in einem geöffneten Zustand angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung, um eine Antriebsleistung als die zugeführte mechanische Energie bereitzustellen, wobei die Antriebsleistung von der ersten Baugruppe zu der zweiten Baugruppe durch die erste Kopplung übertragen wird und von der zweiten Baugruppe zu den externen, mechanischen Elementen durch die zweite Kopplung.
  9. Vorrichtung, aufweisend: eine Nabe, die gegenüberliegende erste und zweite Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an gegenüberliegenden Enden hiervon an den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zwischen den ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der ersten und zweiten gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren; eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen; eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist; und erste und zweite Kopplungen, wobei die erste Kopplung angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden, und die zweite Kopplung angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch derart zu verbinden, dass die zugeführte mechanische Energie jeweils von der ersten Baugruppe zu der zweiten Baugruppe und von der zweiten Baugruppe zu den externen, mechanischen Elementen übertragbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen als ein Induktionsmotor vorgesehen sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen als ein geschalteter Reluktanzmotor vorgesehen sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die erste Kopplung eine Kupplung aufweist, die jeweils mit der ersten und zweiten Baugruppe verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die zweite Kopplung eine Kupplung aufweist, die jeweils mit der zweiten Baugruppe und den externen, mechanischen Elementen verbunden ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine Energiespeicherschaltung, die elektrisch zwischen die erste und zweite Baugruppe eingefügt ist, um elektrische Energie aus dem erzeugten Strom zu speichern.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei wenigstens eine oder beide der ersten und zweiten Baugruppen ausgelegt sind, der Energiespeicherschaltung Energie zuzuführen, wobei die zweite Kopplung in einem geöffneten Zustand angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine Antriebsleistungserzeugungsvorrichtung, um eine Antriebsleistung als die zugeführte mechanische Energie bereitzustellen, wobei die Antriebsleistung von der ersten Baugruppe zu der zweiten Baugruppe durch die erste Kopplung übertragen wird und von der zweiten Baugruppe zu den externen, mechanischen Elementen durch die zweite Kopplung.
  17. Vorrichtung, aufweisend: eine Nabe, die gegenüberliegende Stirnflächen umfasst, eine erste Seitenwand, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen ersten Innenraum zu definieren, und eine zweite Seitenwand, die an einer der gegenüberliegenden Stirnflächen befestigt ist, um einen zweiten Innenraum innerhalb des ersten Innenraums zu definieren; eine erste Baugruppe, die innerhalb des zweiten Innenraums angeordnet ist, um Strom aus zugeführter mechanischer Energie zu erzeugen; eine zweite Baugruppe, die elektrisch mit der ersten Baugruppe verbunden ist und innerhalb des ersten Innenraums angeordnet ist, um mechanische Energie, die an externe, mechanische Elemente zu übertragen ist, aus einem Strom zu erzeugen, der dem durch die erste Baugruppe erzeugten Strom zugeordnet ist; eine erste Kopplung, die angeordnet ist, die erste und zweite Baugruppe mechanisch zu verbinden; und eine zweite Kopplung, die angeordnet ist, die zweite Baugruppe und die externen, mechanischen Elemente mechanisch zu verbinden, wobei die zweite Kopplung in einer Energieerzeugungsbetriebsart in einem geöffneten Zustand betreibbar ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, ferner aufweisend eine Energiespeicherschaltung, die elektrisch zwischen die erste und zweite Baugruppe eingefügt ist, um elektrische Energie aus dem in der Energieerzeugungsbetriebsart erzeugten Strom zu speichern.
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