DE19819480A1

DE19819480A1 - Generator, especially for extracting brake energy in vehicles

Info

Publication number: DE19819480A1
Application number: DE19819480A
Authority: DE
Inventors: Harald Ludanek; Bernd Cappelmann; Joerg Faehland
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: DE19819480B4

Abstract

A generator (20,30) for generating electrical energy, especially for extracting brake energy in vehicles, comprises two magnetic field-producing coils (1-32) lying opposite one another, separated by an airgap (29,45) to each of which is assigned one voltage tapping-off device (5-42). They can be moved by force independently of one another. A first coil is force-coupled to the vehicle's engine 910) and the second coil to the gearbox 99) of the vehicle's drive. The coils are each moved via pulley belt drives (4-13). A magnet (33) is located in the airgap. The coils are designed as rotationally movable annular coils. The magnet is designed as an annular arrangement with integrated permanent magnets or solenoids.

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zur Erzeugung von Elektroenergie, insbesondere zur Gewinnung von Bremsenergie in Fahrzeugen.The invention relates to a generator for generating electrical energy, especially for the generation of braking energy in vehicles.

In der DE 295 19 552 U1 ist eine Bremsenergie-Nutzeinrichtung mit einem für sich bekannten elektrischen Generator offenbart worden, bei dem der Generator mit einem als Akkumulator ausgebildeten Speicher einerseits gekoppelt ist und von einer Antriebsmaschine, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine, andererseits angetrieben wird. Dabei kann der Generator so geschaltet werden, daß er nur während einer Bremsphase des Fahrzeuges an die Antriebsmaschine gekoppelt wird. Die erzeugte Energie wird dem Speicher zugeführt; alternativ kann die gespeicherte Energie für den Antrieb genutzt werden, indem der Generator auf Motorbetrieb geschaltet wird.DE 295 19 552 U1 is a braking energy utilization device with one for itself known electrical generator has been disclosed, in which the generator with a memory designed as an accumulator is coupled on the one hand and by a prime mover, for example an internal combustion engine, on the other hand is driven. The generator can be switched so that he only during a braking phase of the vehicle to the engine is coupled. The generated energy is fed to the storage; alternatively can The stored energy can be used for the drive by the generator Motor operation is switched.

Eine typische Bremsphase oder "Segelphase" ergibt sich zum Beispiel beim PKW während der Annäherung an eine auf rot gestellt Ampel oder bei einer Talabfahrt, wenn die Gaszufuhr zur Verbrennungskraftmaschine gestoppt oder sogar die Verbrennungskraftmaschine stillgesetzt wird. Diese Betriebsphase wird auch als Schubbetrieb bezeichnet; dann wirkt eine Schubumkehr aufgrund der Massenträgheit des Fahrzeuges, wobei die Räder das Getriebe des Fahrzeugantriebes treiben. Bei eingelegter Kupplung wirkt damit der Motor selbst als Bremse für das Fahrzeug wegen der zu leistenden Kompressionsarbeit im Motor.A typical braking phase or "sailing phase" results for example in a car when approaching a traffic light set to red or when descending a valley, when the gas supply to the internal combustion engine is stopped or even the Internal combustion engine is stopped. This operating phase is also called Designated pushing operation; then a thrust reversal due to the Mass inertia of the vehicle, the wheels being the gearbox of the Drive the vehicle drive. When the clutch is engaged, the motor itself acts as Brake for the vehicle due to the compression work to be done in the engine.

Einige dieser Bremsphasenvarianten nutzt ein Hybridantrieb gemäß DE 195 28 628 A1 als Nutzbremsung zum Betrieb eines Elektromotors als Generator. Der Generator besorgt dabei die Rückladung einer Batterie. Der Elektromotor ist mit dem Getriebe zwangsgekoppelt; über eine Stromregeleinrichtung kann der Elektromotor als Generator oder als Zusatzantrieb für das Fahrzeug wirken.A hybrid drive according to DE 195 28 628 A1 uses some of these braking phase variants as regenerative braking for operating an electric motor as a generator. The generator takes care of reloading a battery. The electric motor is with the gearbox positively coupled; The electric motor can be used as a Generator or act as an additional drive for the vehicle.

In beiden Schutzschriften sind nur Generatoren als solche erwähnt, wie sie zum Beispiel als Bauart aus dem "Kraftfahrttechnischen Taschenbuch", Herausgeber Bosch, 21. Auflage, VDI Verlag, Düsseldorf, 1991, Seite 770 bis 771 in der Version als Klauenpolgenerator oder Compactgenerator handelsüblich sind und in Fahrzeugen auch heutzutage genutzt werden. Darüber hinaus sind eine Vielzahl von Vorschlägen zur Speicherung von Bremsenergie, zum Beispiel in einem Schwungrad, vorgeschlagen worden. Mit der DE 195 47 016 A1 wurde ein rotierender Zwischenspeicher, zum Beispiel für einen Gyro-Bus, offenbart. Die beim Bremsen anfallende kinetische Energie wird in einem Schwungmassenspeicher unter Vermeidung der Kreiselkräfte gespeichert und durch generatorisches Bremsen für den Antrieb des Fahrzeuges wieder freigesetzt. Der kugelförmige Speicher ist gegenüber dem Starter berührungslos magnetisch gelagert, wobei ein Ringmagnet aus Permanentmagneten Verwendung finden kann.In both patents, only generators are mentioned as such as for Example as a design from the "Kraftfahrttechnischen Taschenbuch", publisher Bosch, 21st edition, VDI Verlag, Düsseldorf, 1991, pages 770 to 771 in the version are commercially available as claw pole generator or compact generator and in Vehicles are still used today. In addition, a variety of Proposals for storing braking energy, for example in one Flywheel, has been proposed. With DE 195 47 016 A1 a rotating buffer, for example for a gyro bus. The at Braking kinetic energy is stored in a flywheel saved by avoiding the gyroscopic forces and by regenerative braking released for the drive of the vehicle. The spherical memory is magnetically non-contact with the starter, with a ring magnet can be used from permanent magnets.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, einen Elektroenergiegenerator vorzuschlagen, der ohne eigene Antriebseinrichtung oder zusätzliche Schalteinrichtungen bei variablen relativen Geschwindigkeiten zwischen Läufer und Stator benutzbar ist. Dabei soll Hauptaugenmerk auf die Bremsenergiegewinnung in Fahrzeugen gelegt werden.The invention is therefore based on the problem of one To propose an electrical energy generator without its own drive device or additional switching devices at variable relative speeds can be used between rotor and stator. The main focus should be on Brake energy generation can be placed in vehicles.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1 und 9 gelöst, Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.According to the invention, the problem is solved by claims 1 and 9, Further developments of the invention are covered in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Generator kann von seinem Grundaufbau her wie ein Klauenpolgenerator oder Compactgenerator aufgebaut sein, jedoch sind die gegenüberliegenden, durch Luftspalt getrennten Wicklungen oder Magnetspulen jeweils beweglich gelagert. Vorzugsweise, insbesondere wenn die Generatoren in PKW, z. B. als Lichtmaschine zum Einsatz gelangen, ist eine erste der Spulen mit dem Antriebsmotor, z. B. der Abtriebswelle des Motors und die zweite Spule mit dem Getriebe zwangsweise gekoppelt. Die Anordnung sollte so geschehen, daß die Spule bei Bewegung des Motors oder Getriebes bzw. deren Abtriebswellen ebenfalls bewegt werden. Während diese Situation bei handelsüblichen PKW für eine Läuferwicklung einer Lichtmaschine, getrieben durch einen Riementrieb, z. B. zwischen Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und der Zentralwelle eines Compactgenerators für sich bekannt ist, ist ein Antrieb des Stators neu. Dieser Antrieb kann ebenfalls via Riementrieb zwischen einer Abtriebswelle des in jedem PKW vorhandenen und dem Motor nachgeschalteten Getriebe sowie dem üblicherweise als Stator oder Ständer bezeichneten Generatorteil realisiert werden. Erfindungsgemäß wird diese zweite Spule in Bewegung gesetzt, so daß die Bezeichnung Stator- oder Ständerwicklung nur noch im übertragenden Sinne anwendbar ist, da beide Spulen beweglich sind. Bei der zuvor beschriebenen Variante der Erfindung, einem Generator dessen beide läuferseitige und ständerseitige Spulen durch Abtriebe vom Motor/Getriebe zwangsbewegt werden, liegt es nahe, rotatorisch bewegte, durch Luftspalt getrennte, ringförmig gestaltete Magnetfeld-Spulen zu verwenden. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt, sondern soll auch für Linearmotore im Generatorbetrieb durch Anordnung zweier beweglicher Spulen verwendbar sein, wobei z. B. auch durch translatorische Bewegungen Elektroenergie erzeugt werden kann.The generator according to the invention can be designed like a Claw pole generator or compact generator can be constructed, however opposite windings or solenoids separated by an air gap each movably supported. Preferably, especially if the generators in Cars, e.g. B. used as an alternator, is a first of the coils the drive motor, e.g. B. the output shaft of the motor and the second coil with the Gearbox forcibly coupled. The arrangement should be such that the Coil also when the motor or gearbox or their output shafts move be moved. While this situation with commercial cars for one Rotor winding of an alternator, driven by a belt drive, e.g. B. between the crankshaft of an internal combustion engine and the central shaft of a Compactgenerator is known for, is a drive of the stator new. This Drive can also be via a belt drive between an output shaft in each Cars existing and the engine downstream transmission and the Generator part usually referred to as a stator or stator can be realized. According to the invention, this second coil is set in motion so that the Designation stator or stator winding only in the transferring sense is applicable since both coils are movable. With the previously described Variant of the invention, a generator whose both rotor-side and stator-side coils are forcibly moved by drives from the motor / gearbox, it stands to reason, rotatory, ring-shaped, separated by air gap Use magnetic field coils. The invention is not limited to but is also intended for linear motors in generator operation by arranging two movable coils can be used, z. B. also by translational Movements of electrical energy can be generated.

Sobald beide Spulen bewegt werden, z. B. bei regelmäßiger Fahrzeugbewegung mit Motorbetrieb, ergibt sich zwischen den Spulen des Generators eine relative Bewegung oder eine Drehzahldifferenz, die wirksame Generatordrehzahl, als Differenz der zwangsweisen Bewegung beider Spulen. Ein PKW-Motor dreht üblicherweise mit etwa 1000 bis 6000 min^-1. Bei entsprechender Auswahl der Riementriebübersetzung vom Motor zum Generator und vom Getriebe zum Generator kann die Differenzdrehzahl für den Fall des Antriebs mit Verbrennungsmotor in den nach heutigem Stand der Technik günstigsten Wirkungsbereich gelegt werden, nämlich in einen Bereich mit einem Verhältnis von Generatordrehzahl zu Motordrehzahl von etwa 1,9 bis 2,3.As soon as both coils are moved, e.g. B. with regular vehicle movement with engine operation, there is a relative movement or a speed difference between the coils of the generator, the effective generator speed, as the difference between the forced movement of the two coils. A car engine usually turns at around 1000 to 6000 min ^-1 . With a suitable selection of the belt drive ratio from the engine to the generator and from the gearbox to the generator, the differential speed in the case of drive with an internal combustion engine can be placed in the most effective range according to the current state of the art, namely in a range with a ratio of generator speed to engine speed of approximately 1 , 9 to 2.3.

Wird bei einem erfindungsgemäßen Generator, z. B. einer Lichtmaschine, der Motor in einer Bremsphase oder vorübergehender Stillegungsphase auf Leerlaufdrehzahl gesetzt oder abgestellt, so wird der Generator, d. h. die getriebeseitige zweite Spule über die Raddrehzahl weiterhin zwangsgetrieben. Die Differenzdrehzahl und damit die wirksame Generatordrehzahl steigt über die Phase bei Motorbetrieb. Somit kann der Bremsvorgang zur verstärkten Energieerzeugung genutzt und Energie dem Speicher zugeführt werden. Die Übersetzung des dann allein wirkenden Riementriebes auf der Getriebeseite wählt der Fachmann dann so, daß der Generator entsprechend der Häufigkeitsverteilung der Drehzahlen bzw. spezifischen Bremsphasen möglichst oft in einem optimalen Betriebspunkt betrieben werden können. Dasselbe gilt für den zweiten Riementrieb, der bei Motorbetrieb die erste Spule antreibt, wobei dann der günstigste Betriebspunkt der Differenzdrehzahl einzustellen ist.Is in a generator according to the invention, for. B. an alternator, the engine in a braking phase or temporary decommissioning phase at idle speed set or turned off, the generator, i. H. the second coil on the transmission side driven by the wheel speed. The differential speed and thus the effective generator speed increases over the phase during engine operation. So can the braking process is used for increased energy generation and energy to Storage can be supplied. The translation of the then acting alone The belt drive on the transmission side is then selected by the specialist so that the Generator according to the frequency distribution of the speeds or specific Braking phases are operated as often as possible in an optimal operating point can. The same applies to the second belt drive, which is the first when the engine is running Drives coil, then the cheapest operating point of the differential speed is to be set.

Dieser Betriebspunkt ist vom Einsatztyp des Generators bzw. Fahrzeuges abhängig und wird z. B. bei PKW anders zu legen sein, als bei LKW oder Motorrädern oder Wasserfahrzeugen. This operating point depends on the type of application of the generator or vehicle and is z. B. in cars to be placed differently than in trucks or motorcycles or Watercraft.

Der Spannungsabgriff kann über für sich bekannte Schleifringanordnungen realisiert werden, die der erfindungsgemäßen Generatorbauart angepaßt sind. Aus Gründen der Funktionssicherheit wird eine mindestens doppelspurige oder auch dreispurige Anordnung von Schleifringen gewählt.The voltage tap can be implemented using slip ring arrangements known per se be adapted to the generator type according to the invention. For reasons Functional reliability is at least double-lane or three-lane Arrangement of slip rings selected.

Handelsübliche Lichtmaschinenbauarten, wie Klauenpolgeneratoren oder Compactgeneratoren lassen sich ohne deren Bauprinzip zu verlassen in erfindungsgemäße Generatoren um bauen und für Fahrzeuge in gleicher Weise, jedoch mit höherem Wirkungsgrad für die spezifische Kraftstoffnutzung verwenden.Commercial alternator types, such as claw pole generators or Compact generators can be left in without leaving their construction principle Generators according to the invention to build and for vehicles in the same way, however, use it with higher efficiency for specific fuel use.

Eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Bauformen dient der Verwendung in KFZ-Antriebskupplungen, insbesondere der Integration in PKW-Kupplungen. Derartige Kupplungen bestehen aus einem motorseitigen und einem getriebeseitigem Kupplungsteil, denen erfindungsgemäß je eine der Magnetfeldspulen zugeordnet werden kann, welche im Generatorbetrieb Verwendung findet, wenn die Kupplung in den zuvor beschriebenen Fällen einer Bremsphase oder beim Motorleerlauf ausgekuppelt ist.A second variant of the designs according to the invention is used in Automotive drive clutches, especially the integration in car clutches. Such couplings consist of an engine side and a gear-side coupling part, which according to the invention one of each Magnetic field coils can be assigned, which in generator mode Is used when the clutch in the cases described above Braking phase or when the engine is idling.

Das erfindungsgemäße Bauprinzip kann auch für permanenterregte Generatoren Anwendung finden. Dabei wird in den Luftspalt zwischen den Spulen ein Permanentmagnet eingesetzt, im einfachsten Falle am Beispiel der Kupplung eine ringförmige Anordnung mit integrierten Permanentmagneten oder Elektromagneten, die komplementär ausgebildeten inneren und äußeren Ringspulen in den motorseitigen und getriebeseitigen Kupplungsbauteilen gegenüberliegt. Je nach Fahrsituation wird in die rotierenden Wicklungen auf Getriebe- oder Motorseite durch die Magnete ein der wirksamen Drehzahl proportionaler Strom induziert, der wiederum über Stromabgriffskontakte, z. B. in Schleifringbauart abgegriffen werden kann. Diese Anordnung in der Kupplung erzeugt systembedingt stets nur dann Elektroenergie, wenn die Kupplung nicht geschlossen ist, also vorzugsweise in einer Bremsphase des Fahrzeuges bei ausgekuppeltem Motor; somit bietet sich diese Bauform auch insbesondere für Automatikgetriebe an. Ein teilweise Bremsenergiegewinnung ist immer dann möglich, wenn ein entsprechender Momentenfluß gewährleistet ist.The construction principle according to the invention can also be used for permanently excited generators Find application. It is in the air gap between the coils Permanent magnet used, in the simplest case using the example of a clutch ring-shaped arrangement with integrated permanent magnets or electromagnets, the complementary inner and outer ring coils in the opposite engine-side and gear-side clutch components. Depending on Driving situation is in the rotating windings on the transmission or motor side induced by the magnets a current proportional to the effective speed, the again via current tapping contacts, e.g. B. tapped in slip ring design can. This arrangement in the clutch only ever generates due to the system Electrical energy when the clutch is not closed, so preferably in one Braking phase of the vehicle with the engine disengaged; thus it offers itself Design especially for automatic transmissions. A partial Brake energy generation is always possible if a corresponding one Torque flow is guaranteed.

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine schematische Anordnung im Teilschnitt mit Fahrzeugantrieb und Generator; Figure 1 is a schematic arrangement in partial section with vehicle drive and generator.

Fig. 2 einen Achsialschnitt durch ein Kupplungssystem; Figure 2 is an axial section through a coupling system.

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlage III-III in Fig. 2. Fig. 3 shows a cross-section according to section III-III position in Fig. 2.

Ein Verbrennungsmotor 10 hat auf der Abtriebswelle 15 eine Riemenscheibe 16, die sich mit der Motordrehzahl dreht. Diese Riemenscheibe 16 ist Teil eines Riementriebes umfassend diese Riemenscheibe sowie eine auf einer Welle 18 eines Generators 20 angeordnete Riemenscheibe 8 und einen diese Scheibe verbindenden Riemen 4, wobei die Durchmesser der Riemenscheiben entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis ausgewählt sind. Dem Motor nachgeordnet ist ein Getriebe 9, das einerseits auf ein Radgetriebe 11 mit Radsatz 12 wirkt und andererseits auf einer Abtriebswelle 14 eine Riemenscheibe 13 trägt. Diese Riemenscheibe 13 ist Teil eines Riementriebes umfassend eine Riemenscheibe 19 am Generator 20, sowie einen die Riemenscheiben verbindenden Riemen 3, wobei auch hier die Riemenscheiben entsprechend einem gewünschten vorgegebenem Übersetzungsverhältnis ausgebildet sind. Bei laufendem Motor 10 treibt der Riemen 4 die Generatorwelle 18 mit Läuferwicklung oder Spule 1 an. Die Generatorwelle 18 ist in Lagern 26 bzw. 25 wälzgelagert, wobei sich die Lager in entsprechenden Bohrungen der Seitenwand 24 bzw. der Seitenwand 19 der Generatorwandung 21 abstützen. Auf der Generatorwelle 18 sind außerdem ein doppelspuriger Schleifring 5 angeordnet und ein Lüfter 17 sorgt für entsprechende Kühlung des Generators. Die Seitenwandungen 19, 24 werden durch einen rotationssymmetrischen Spulenkörper 23 verbunden, in den eine der Läuferwicklung oder Spule 1 gegenüberliegende Statorwicklung oder Spule 2 integriert ist. Der Spulenkörper 23 ist seinerseits mittels Lagern 28 in der Generatorwandung 21 gelagert und darin frei drehbar. Der Spulenkörper 23 kann via Riemenscheibe 7 in Rotation versetzt werden, wenn das Getriebe eine Rotationsbewegung ausführt. Durch geeignete Übersetzungen der Riementriebe 16, 4, 8 bzw. 13, 3, 7 werden die Spulen 1 und 2 im Abstand des Luftspaltes 29 relativ zu einander bewegt. Die dadurch induzierten Ströme in den Spulen 1, 2 werden durch der Spule 2 zugehörige Schleifringe 22 auf Kontakte 6 übertragen. In gleicher Weise können in Spule 1 erzeugte Ströme über die zuvor erwähnten Schleifringe 5 und Zwischenkontakte 27 auf den hier dargestellten Doppelschleifring 5 und die davon ableitenden Kontakte 6 übertragen werden. Bei Motorbetrieb und aus gekoppelter Kupplung, z. B. im Motorleerlauf rotiert lediglich die Spule 1 mit einer zur stillstehenden Spule 2 entsprechenden Leerlaufdrehzahl oder einer anderen akuten Motordrehzahl bei ausgekuppelter Kupplung, also nicht laufendem Getriebe 9. Bei zugeschaltetem Getriebe 9 wird die Spule 2 ebenfalls in Rotation versetzt entsprechend dem Obersetzungsverhältnis des Riementriebes 13, 3, 7, so daß sich eine Differenzdrehzahl zwischen der Spule 1 und 2 einstellt, die zur Stromerzeugung genutzt wird. In einer Bremsphase fällt die Drehzahl des Motors stark ab und somit auch die Drehzahl der Spule 1, während über das Rad 12 und das Radgetriebe 11 das Getriebe 14 sowie die Riemenscheibe 13, der Riemen 3 und die Riemenscheibe 7 die Spule 2, z. B. im Schubbetrieb schneller antreiben und so auch aus der Bremsphase des Fahrzeuges eine Energiegewinnung resultieren kann. Im Extremfall ist der Motor 10 stillgesetzt, was bei bestimmten Fahrzeugen möglich ist und das ausgekuppelte Getriebe treibt allein die Spule 2 bei stillstehender Spule 1 an, was ebenfalls noch zur Stromerzeugung führt.An internal combustion engine 10 has a pulley 16 on the output shaft 15 which rotates at the engine speed. This belt pulley 16 is part of a belt drive comprising this belt pulley as well as a belt pulley 8 arranged on a shaft 18 of a generator 20 and a belt 4 connecting this pulley, the diameter of the belt pulleys being selected according to the desired transmission ratio. A motor 9 is arranged downstream of the motor, which acts on the one hand on a wheel transmission 11 with a wheel set 12 and on the other hand carries a pulley 13 on an output shaft 14 . This belt pulley 13 is part of a belt drive comprising a belt pulley 19 on the generator 20 and a belt 3 connecting the belt pulleys, the belt pulleys also being designed here in accordance with a desired predetermined transmission ratio. With the engine 10 running, the belt 4 drives the generator shaft 18 with rotor winding or coil 1 . The generator shaft 18 is roller-supported in bearings 26 and 25 , the bearings being supported in corresponding bores in the side wall 24 and the side wall 19 of the generator wall 21 . A double-track slip ring 5 is also arranged on the generator shaft 18 and a fan 17 ensures appropriate cooling of the generator. The side walls 19 , 24 are connected by a rotationally symmetrical coil body 23 , in which a stator winding or coil 2 opposite the rotor winding or coil 1 is integrated. The coil former 23 is in turn supported by bearings 28 in the generator wall 21 and can be freely rotated therein. The bobbin 23 can be set in rotation via the pulley 7 when the transmission is rotating. By suitable translations of the belt drives 16 , 4 , 8 and 13 , 3 , 7 , the coils 1 and 2 are moved relative to each other at a distance from the air gap 29 . The currents thereby induced in the coils 1 , 2 are transmitted to contacts 6 by the slip rings 22 belonging to the coil 2 . In the same way, the derived therefrom contacts are transferred 6 in coil 1 produced flows over the aforementioned slip rings 5 and intermediate contacts 27 to the illustrated here double slip ring 5 and. During engine operation and from a coupled clutch, e.g. B. in engine idling, only the coil 1 rotates at an idle speed corresponding to the stationary coil 2 or another acute engine speed with the clutch disengaged, that is, the transmission 9 is not running. When the transmission 9 is switched on, the spool 2 is also set in rotation in accordance with the step-up ratio of the belt drive 13 , 3 , 7 , so that a differential speed is set between the spool 1 and 2 , which is used to generate electricity. In a braking phase, the rotational speed of the engine drops sharply, and thus the rotational speed of the coil 1, while over the wheel 12 and the wheel gear 11, the gear 14 and the pulley 13, the belt 3 and the pulley 7, the coil 2 z. B. drive more quickly in overrun and so energy can also result from the braking phase of the vehicle. In an extreme case, the motor 10 is stopped, which is possible in certain vehicles, and the disengaged transmission drives the coil 2 alone when the coil 1 is at a standstill, which also still leads to electricity generation.

Fig. 2 zeigt eine andere erfindungsgemäße Bauform des Generators, nämlich einen in eine Kupplung integrierten Generator 30, angeordnet zwischen Getriebe 39 und Motorabtrieb 34. Die eigentliche Kupplung mit den Kupplungselementen 40 und den zugehörigen Stützflächen in Kupplungsglocke 37 bzw. Kupplungsscheibe 43 ist in offener Stellung schematisch im Schnitt dargestellt. Der Kupplungsglocke 37 ist eine Spule 32 zugeordnet, während der Kupplungsscheibe 43 eine Spule 31 zugeordnet ist; beide Spulen liegen sich mit Luftspalt 45 gegenüber und werden von den mit ihnen gekoppelten Elementen rotatorisch angetrieben. Die Spulen sind ringförmig ausgebildet, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist. Die induzierten Ströme werden getriebeseitig über Schleifringe 42 auf Kupplungswelle 41 über Kontakte 36 abgegriffen, während sie motorseitig über Schleifring 35 auf Motorabtrieb 34 mittels Kontakten 36 abgegriffen werden, wobei die Spule 32 mit dem Schleifring 35 durch entsprechende Stromleiter 38 verbunden sind. Dieses Spulensystem funktioniert in gleicher Weise, wie bereits in Fig. 1 dargestellt unter Berücksichtigung der verschiedenen Betriebszustände der Kupplungsglocke nämlich in Rotation bei Motorbetrieb oder Leerlauf bzw. auch Stillstand in einer Bremsphase. Im dargestellten ausgekuppelten Betrieb ist bei Leerlauf keine Rotationsbewegung der Kupplungsscheibe gegeben, während bei Schubbetrieb und ausgekuppelter Kupplung die Kupplungsscheibe 43 mit Spule 31 rotiert. In den Luftspalt 45 ist an der Klaue 44 ein Permanentmagnetring 33 angeordnet, der sowohl in Wirkverbindung mit der Magnetfeldspule 31 auf der Getriebeseite als auch mit der motorseitigen Spule 32 steht. Durch den Permanentmagnetring wird in die rotierenden Wicklungen ein der Differenzdrehzahl proportionaler Strom induziert, der über die zuvor erwähnten Schleifringkontakte 36 abgegriffen werden kann. Erfindungsgemäß kann auch so bei Stillstand des Verbrennungsmotors bzw. des Motorabtriebs 34 in ausgekuppeltem Zustand des Getriebes in die getriebeseitig angeordnete Wicklung 31 ein Strom induziert werden zur teilweisen Bremsenergierückgewinnung. Voraussetzung ist natürlich ein entsprechender Momentenfluß. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist insbesondere für automatisch betätigte Getriebe anwendbar. FIG. 2 shows another design of the generator according to the invention, namely a generator 30 integrated into a clutch, arranged between the gear 39 and the engine output 34 . The actual clutch with the clutch elements 40 and the associated support surfaces in clutch bell 37 or clutch disk 43 is shown schematically in section in the open position. The clutch bell 37 is assigned a coil 32 , while the clutch disc 43 is assigned a coil 31 ; both coils lie opposite each other with an air gap 45 and are driven in rotation by the elements coupled to them. The coils are ring-shaped, as can be seen in FIG. 3. The induced currents are tapped on the transmission side via slip rings 42 on clutch shaft 41 via contacts 36 , while they are tapped on the motor side via slip ring 35 on motor output 34 by means of contacts 36 , the coil 32 being connected to the slip ring 35 by corresponding current conductors 38 . This coil system functions in the same way, as already shown in FIG. 1, taking into account the various operating states of the clutch bell, namely in rotation when the engine is running or idling or also when the vehicle is braking. In the disengaged operation shown, there is no rotational movement of the clutch disc when idling, while the clutch disc 43 rotates with the coil 31 in overrun operation and the clutch is disengaged. A permanent magnet ring 33 is arranged in the air gap 45 on the claw 44 and is in operative connection both with the magnetic field coil 31 on the transmission side and with the motor-side coil 32 . A current proportional to the differential speed is induced in the rotating windings by the permanent magnet ring, which current can be tapped via the slip ring contacts 36 mentioned above. According to the invention, a current can also be induced in the winding 31 arranged on the transmission side for partial braking energy recovery when the internal combustion engine or the motor output 34 is in the disengaged state of the transmission. A prerequisite is of course a corresponding torque flow. The arrangement shown in Fig. 2 is particularly applicable to automatically operated transmissions.

Fig. 3 zeigt nochmals im Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2 die insoweit geschnittene Kupplungsanordnung mit den zuvor beschriebenen Teilen der Kupplung. Fig. 3 shows again in section along the section line III-III in Fig. 2, the clutch arrangement cut to this extent with the previously described parts of the clutch.

Reference list

11

Spule
Kitchen sink

22nd

Spule
Kitchen sink

33rd

Riemen
belt

44th

Riemen
belt

55

Schleifring
Slip ring

66

Kontakte
contacts

77

Riemenscheibe
Pulley

88th

Riemenscheibe
Pulley

99

Getriebe
transmission

1010th

Kraftmaschine
Engine

1111

Radachse
Wheel axle

1212th

Rad
wheel

1313

Riemenscheibe
Pulley

1414

Abtriebsachse
Output axis

1515

Kurbelwelle
crankshaft

1616

Riemenscheibe
Pulley

1717th

Lüfter
Fan

1818th

Generatorwelle
Generator shaft

1919th

Seitenwand
Side wall

2020th

Generator
generator

2121

Generatorwandung
Generator wall

2222

Schleifring
Slip ring

2323

Spulenkörper
Bobbin

2424th

Seitenwand
Side wall

2525th

Lager
camp

2626

Lager
camp

2727

Zwischenkontakte
Intermediate contacts

2828

Lager
camp

2929

Luftspalt
Air gap

3030th

Generator
generator

3131

Spule
Kitchen sink

3232

Spule
Kitchen sink

3333

Magnet
magnet

3434

Motorabtrieb
Engine output

3535

Schleifring
Slip ring

3636

Kontakte
contacts

3737

Kupplungsglocke
Clutch bell

3838

Stromleiter
Conductor

3939

Getriebe
transmission

4040

Kupplungselement
Coupling element

4141

Kupplungswelle
Clutch shaft

4242

Schleifring
Slip ring

4343

Kupplungsscheibe
Clutch disc

4444

Klaue
claw

4545

Luftspalt
Air gap

Claims

1. generator ( 20 , 30 ) for generating electrical energy, in particular for generating braking energy in vehicles, comprising two magnetic field coils ( 1 , 2 ; 31 , 32 ) separated by an air gap ( 29 , 45 ), each of which has a voltage tap device ( 5 , 6 ; 35 , 36 , 42 ) and which can be forcibly moved independently of one another.

2. Generator according to claim 1, characterized in that a first coil ( 1 ) with a vehicle engine ( 10 ) and the second coil ( 2 ) with the transmission ( 9 ) of the vehicle drive is positively coupled.

3. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the coils are each moved via belt drives ( 4 , 16 , 17 ; 3 , 7 , 13 ).

4. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that one coil on the motor side and one on the transmission side is integrated into a clutch ( 37 , 40 , 43 ) of the vehicle drive.

5. Generator according to claim 1, 2 or 4, characterized in that a magnet ( 33 ) is arranged in the air gap.

6. Generator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the coils as rotatable ring coils are trained.

7. Generator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the magnet as an annular arrangement with integrated Permanent magnet or electromagnet is formed.

8. Generator according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the voltage tap device as at least double slip ring arrangement is designed.

9. Use of a claw pole generator or compact generator with the features according to one of the preceding claims as Alternator for vehicles.