DE19939604A1 - Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe - Google Patents

Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe

Info

Publication number
DE19939604A1
DE19939604A1 DE19939604A DE19939604A DE19939604A1 DE 19939604 A1 DE19939604 A1 DE 19939604A1 DE 19939604 A DE19939604 A DE 19939604A DE 19939604 A DE19939604 A DE 19939604A DE 19939604 A1 DE19939604 A1 DE 19939604A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion engine
electrical machine
internal combustion
rotor
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19939604A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Gruendl
Bernhard Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental ISAD Electronic Systems GmbH and Co OHG
Original Assignee
Gruendl und Hoffmann GmbH Gesellschaft fuer Elektrotechnische Entwicklungen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gruendl und Hoffmann GmbH Gesellschaft fuer Elektrotechnische Entwicklungen filed Critical Gruendl und Hoffmann GmbH Gesellschaft fuer Elektrotechnische Entwicklungen
Priority to DE19939604A priority Critical patent/DE19939604A1/de
Publication of DE19939604A1 publication Critical patent/DE19939604A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/124—Elastomeric springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/18—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using electric, magnetic or electromagnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Eine elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor (10), mit einem Rotor (16) der elektrischen Maschine (14), einem Koppelelement (20), das dazu eingerichtet ist, den Rotor (16) mit einer Kurbelwelle (22) des Verbrennungsmotors (10) winkelversatzfähig, radialversatzfähig und torsionsversatzfähig zu verbinden, einem Stator (26) der elektrischen Maschine (14), der dazu eingerichtet ist, im wesentlichen fest mit dem Verbrennungsmotor (10) verbunden zu werden, und einem Lager (32), das dazu eingerichtet ist, den Rotor (16) gegenüber dem Stator (26) radial starr und koaxial drehbar zu lagern.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrische Maschi­ nenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbren­ nungsmotor und einen Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe. Dabei dient die elektrische Maschine wahlweise als Anlasser des Verbren­ nungsmotors, als Ladegenerator für die Autobatterie, als aktiver Drehschwingungstilger des Verbrennungsmotors, als generatorische Fahrzeugbremse oder bei abgeschaltetem Ver­ brennungsmotor als elektrischer Antrieb. Dieses Konzept ist in unterschiedlicher Gewichtung einzelner Aspekte in einer Reihe von Patentanmeldungen (ohne Anspruch auf Vollständig­ keit), zum Beispiel in DE 33 06 481, DE 44 06 482, DE 44 47 573, DE 44 47 574, DE 195 32 135, DE 195 32 128, DE 195 32 136, DE 195 32 163, DE 195 49 259, DE 195 32 164, DE 32 129, 196 31 384 C1 erläutert.
Üblicherweise ist dabei die elektrische Maschine mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt.
Der Erfindung zugrundeliegendes Problem
Zu erheblichen Problemen führt hierbei jedoch der Umstand, daß die Kurbelwelle Schwingungen, Taumelbewegungen, und an­ dere, der Rotation überlagerte Bewegungen ausführt. Außer­ dem führen Langzeitveränderungen des Verbrennungsmotors (Verschleiß der Lager, der Führungen etc.) zu erheblichen Zunahmen der Toleranzen, so daß das Spiel der Kurbelwelle zunimmt. Diese Effekte haben unter anderem zur Folge, daß der radiale Abstand des Rotors der elektrischen Maschine zu deren Stator relativ groß sein muß um eine Berührung dieser beiden Teile im Betrieb zu vermeiden. Dies ist jedoch eine Ursache dafür, daß der Wirkungsgrad der elektrischen Ma­ schine insbesondere im Teillastbereich nicht optimal ist. Vor allem bei hohen Drehzahlen (etwa 3000 bis 5000 Upm) sind im Schwingungsdämpfungsbetrieb bzw. zum Ausgleich von Drehungleichförmigkeiten etwa 12 kW an elektrischer Lei­ stung erforderlich um ein Drehmoment von etwa 20 Nm auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors auszuüben. Das kurzzei­ tige Bereitstellen derart hoher elektrischer Leistungen er­ fordert außerdem hohe Leitungsquerschnitte für die elektri­ schen Leitungen, große Energiespeicher und entsprechend leistungsfähige Schalter.
Erfindungsgemäße Lösung
Zur Lösung dieser Probleme lehrt die Erfindung eine elek­ trische Maschine zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbren­ nungsmotor, mit einem Rotor der elektrischen Maschine, ei­ nem Koppelelement, das dazu eingerichtet ist, den Rotor mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors winkel­ versatzfähig, radialversatzfähig und torsionsversatzfähig zu verbinden, einem Stator der elektrischen Maschine, der dazu eingerichtet ist, im wesentlichen fest mit dem Ver­ brennungsmotor verbunden zu werden, und einem Lager, das dazu eingerichtet ist, den Rotor gegenüber dem Stator radi­ al starr und koaxial drehbar zu lagern.
Durch dieses, von den bekannten Anordnungen konzeptionell abweichende erfindungsgemäße Konzept werden Zusatzbelastun­ gen der Kurbelwelle in axialer und radialer Richtung ver­ ringert. Außerdem werden die Massenträgheitskräfte des Ro­ tors von der Kurbelwelle entkoppelt. Des weiteren kann die elektrische Maschine mit einem erheblich kleineren Luftspalt zwischen Stator und Rotor als im Stand der Tech­ nik dimensioniert werden, was eine signifikante Verbesse­ rung des Wirkungsgrades insbesondere im Teillastbetrieb bei der aktiven Schwingungsdämpfung zur Folge hat. Außerdem werden Taumelschwingungen der Kurbelwelle durch die erfin­ dungsgemäß ausgestaltete elektrische Maschine erheblich verringert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor drehfest mit einem Wellenabschnitt verbunden, wobei der (den Rotor axial in Richtung auf den Verbrennungsmotor hin überragende) Wellenabschnitt über das Koppelelement mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbindbar ist.
Dabei kann der Rotor durch ein Kugel-, Rollen-, Nadel-, oder Gleitlager über ein Gehäuse der elektrischen Maschine mit dem Stator verbunden sein. Entscheidend ist dabei, daß das Lager den Rotor gegenüber dem Stator nur in radialer Richtung festlegt. Alle anderen Freiheitsgrade können er­ halten bleiben (wobei die rotatorische Freiheit erhalten bleiben muß).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung weist das Koppelelement eine solche Torsionsfederkon­ stante auf, daß in Zusammenwirkung mit dem Massenträgheits­ moment des Rotors und/oder des Wellenabschnittes Dreh- Ungleichförmigkeiten bei nicht aktiver elektrischer Maschi­ ne mit einer bestimmten Resonanzfrequenz des Hubkolben- Verbrennungsmotors bedämpft werden. Damit ist es möglich, neben der elektrischen (aktiven) Dämpfung durch eine ent­ sprechende Ansteuerung der elektrischem Maschine, mittels einer geeigneten Dimensionierung der Torsionsfederkonstante des Koppelelementes und des Massenträgheitsmoment des Ro­ tors bzw. des Wellenabschnittes eine passive Dämpfung durch die gleichen Komponenten zu erreichen. Dies resultiert in einer insgesamt kompakteren Anordnung, wenn dabei diese Di­ mensionierung in einer Weise erfolgt, daß elektrisch nur mit hohem Aufwand bedämpfbare Schwingungen bzw. Dreh- Ungleichförmigkeiten auf diese (mechanische) Weise bedämpft werden.
Vorzugsweise ist das Koppelelement ein Hartgummi-Element. Es ist jedoch auch möglich, das Koppelelement durch ein an­ deres Bauteil oder eine andere Baugruppe mit insoweit ver­ gleichbaren Eigenschaften zu realisieren.
Insbesondere um eine effektive Bedämpfung von Taumelbewe­ gungen und anderen Schwingungen der Kurbelwelle zu errei­ chen ist die elektrische Maschine dazu eingerichtet, an ei­ nem Endabschnitt der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an­ geordnet zu sein, an dem nicht ein Schalt- oder Automatik­ getriebe an dem Verbrennungsmotor anzuordnen ist. Mit ande­ ren Worten ist elektrische Maschine an der dem Schalt- oder Automatikgetriebe abgewandten Seite der Motorblocks des Verbrennungsmotors angeordnet.
Mit besonders großem Effekt kann die Erfindung eingesetzt werden, wenn die Baugruppe ein Asynchronmotor ist.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Hubkolben-Verbren­ nungsmotor mit einer elektrischen Maschine, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine mit einer Kurbelwelle des Ver­ brennungsmotors durch ein Koppelelement winkelversatzfähig, radialversatzfähig und torsionsversatzfähig zu verbinden, ein Stator der elektrischen Maschine im wesentlichen fest mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, und der Rotor mit dem Stator radial starr und koaxial drehbar durch ein Lager verbunden ist.
Weitere Eigenschaften, Merkmale, Vorteile und Abwandlungen werden anhand der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung deutlich, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar­ gestellt sind.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In der einzigen Figur ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch gezeigt, wobei an der dem Getriebe 12 abgewand­ ten Seite eines (lediglich teilweise veranschaulichten) Verbrennungsmotors 10 eine elektrische Maschine im Form ei­ ner Asynchronmaschine 14 vorgesehen ist. Dabei ist die Dar­ stellung keineswegs maßstäblich. Vielmehr ist in der Regel der Verbrennungsmotor 10 erheblich voluminöser als die elektrische Maschine 14.
Die elektrische Maschine 14 hat einen Rotor 16, der dreh­ fest auf einem Wellenabschnitt 18 sitzt. Der Wellenab­ schnitt 18 ist über ein Koppelelement 20 mit der Kurbelwel­ le 22 des Verbrennungsmotors 10 verbindbar.
Durch das Koppelelement 20 in Form eines Hartgummi-Ele­ mentes wird der Rotor 16 mit der Kurbelwelle 22 des Ver­ brennungsmotors 10 in einer Weise verbunden, daß ein Win­ kelversatz, ein Radialversatz oder eine Torsion (letztere allerdings nur in sehr geringem Maß) der Kurbelwelle 22 des Verbrennungsmotors 10 gegenüber dem Wellenabschnitt 18 bzw. dem darauf fest sitzenden Rotor 16 möglich ist.
Ein Stator 26 der elektrischen Maschine 14 ist fest in ei­ nem Gehäuse 28 aufgenommen. Das Gehäuse 26 weist einen Flansch 30 auf, mit dem die elektrische Maschine 14 fest mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden (verschraubt) ist.
Der Rotor 16 ist durch ein Axialrollenlager 32 in radialer Richtung fest, aber in Umfangsrichtung des Rotors 16 dreh­ bar gelagert. Bei einer nicht weiter bildlich veranschau­ lichten Ausführungsform der Erfindung ist an Stelle der di­ rekten Abstützung des Rotors 16 gegenüber dem Gehäuse 28 der Wellenabschnitt 18 in Richtung auf die Gehäusewand ver­ längert. Damit ist das Lager 32 mit seinem umlaufenden In­ nenring auf dem Wellenabschnitt 18 aufgenommen und der feststehende Außenring des Lagers 32 ist mit der Wand des Gehäuses 28 fest verbunden. Bei beiden Varianten wird er­ reicht, daß der radiale Luftspalt zwischen dem Rotor 16 und dem Stator 26 nicht wie bei Anordnungen im Stand der Tech­ nik etwa 0.6 mm beträgt, sondern lediglich etwa 0.1-0.2 mm. Diese erhebliche Reduzierung des Luftspaltes bewirkt eine nennenswerte Erhöhung des Wirkungsgrades der elektri­ schen Maschine.
Des weiteren werden bei diesen Anordnungen Schwingungen aus dem Verbrennungsmotor nicht in die elektrische Maschine (und umgekehrt) eingetragen.
Durch geeignete Dimensionierung des Koppelelementes 20 im Verhältnis zu dem Massenträgheitsmoment des Rotors 16 und des Wellenabschnittes 18 wird eine Resonanzfrequenz des Verbrennungsmotors mechanisch bedämpft.
Da insoweit eine separate mechanische Bedämpfungseinrich­ tung nicht erforderlich ist, während gleichzeitig die Di­ mensionierung der elektrischen Maschine, deren Ansteuer­ elektronik etc. kleiner ausfallen kann, wird eine insgesamt kompakter bauende Gesamtanordnung erreicht, die gleich­ zeitig einen besseren elektrischen Wirkungsgrad hat.

Claims (7)

1. elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor (10), mit
  • - einem Rotor (16) der elektrischen Maschine (14),
  • - einem Koppelelement (20), das dazu eingerichtet ist, den Rotor (16) mit einer Kurbelwelle (22) des Verbrennungs­ motors (10) winkelversatzfähig, radialversatzfähig und tor­ sionsversatzfähig zu verbinden,
  • - einem Stator (26) der elektrischen Maschine (14), der da­ zu eingerichtet ist, im wesentlichen fest mit dem Verbren­ nungsmotor (10) verbunden zu werden, und
  • - einem Lager (32), das dazu eingerichtet ist, den Rotor (16) gegenüber dem Stator (26) radial starr und koaxial drehbar zu lagern.
2. Elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • - der Rotor (16) drehfest mit einem Wellenabschnitt (18) verbunden ist, und
  • - der Wellenabschnitt (18) über das Koppelelement (20) mit der Kurbelwelle (22) des Verbrennungsmotors (10) verbindbar ist.
3. Elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Rotor (16) durch ein Kugel-, Rollen-, Nadel-, oder Gleitlager (32) über ein Gehäuse (28) der elektrischen Ma­ schine (14) gegenüber deren Stator (26) radial starr und koaxial drehbar gelagert ist.
4. Elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Koppelelement (20) eine solche Torsionsfederkonstante aufweist, daß in Zusammenwirkung mit dem Massenträgheitsmo­ ment des Rotors (16) und/oder des Wellenabschnittes (18) Dreh-Ungleichförmigkeiten bei nicht aktiver elektrischer Maschine (14) mit einer bestimmten Resonanzfrequenz des Hubkolben-Verbrennungsmotors (10) bedämpft werden.
5. Elektrische Maschine (14) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Koppelelement (20) ein Hartgummi-Element ist.
6. Elektrische Maschine (10) zur Ankopplung an einen Hub­ kolben-Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - diese dazu eingerichtet ist, an einem Endabschnitt der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angeordnet zu sein, an dem nicht ein Schalt- oder Automatikgetriebe an dem Ver­ brennungsmotor anzuordnen ist.
7. Hubkolben-Verbrennungsmotor (10) mit einer elektrischen Maschine (10), wobei
  • - ein Rotor (16) der elektrischen Maschine (14) mit einer Kurbelwelle (22) des Verbrennungsmotors (10) durch ein Kop­ pelelement (20) winkelversatzfähig, radialversatzfähig und torsionsversatzfähig verbunden ist,
  • - ein Stator (26) der elektrischen Maschine (14) im wesent­ lichen fest mit dem Verbrennungsmotor (10) verbunden ist, und
    der Rotor (16) gegenüber dem Stator (26) radial starr und koaxial drehbar durch ein Lager (32) aufgenommen ist.
DE19939604A 1999-08-20 1999-08-20 Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe Withdrawn DE19939604A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19939604A DE19939604A1 (de) 1999-08-20 1999-08-20 Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19939604A DE19939604A1 (de) 1999-08-20 1999-08-20 Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19939604A1 true DE19939604A1 (de) 2001-03-01

Family

ID=7919094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19939604A Withdrawn DE19939604A1 (de) 1999-08-20 1999-08-20 Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19939604A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105682964A (zh) * 2013-11-01 2016-06-15 本田技研工业株式会社 动力产生装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4020176A1 (de) * 1989-06-27 1991-01-03 Ficht Gmbh Stromaggregat
DE19748665A1 (de) * 1997-11-04 1999-05-06 Isad Electronic Sys Gmbh & Co Vorrichtung zur Schwingungsisolierung und Verfahren zu deren Betreiben

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4020176A1 (de) * 1989-06-27 1991-01-03 Ficht Gmbh Stromaggregat
DE19748665A1 (de) * 1997-11-04 1999-05-06 Isad Electronic Sys Gmbh & Co Vorrichtung zur Schwingungsisolierung und Verfahren zu deren Betreiben

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105682964A (zh) * 2013-11-01 2016-06-15 本田技研工业株式会社 动力产生装置
US10202030B2 (en) 2013-11-01 2019-02-12 Honda Motor Co., Ltd. Power generation apparatus including internal combustion engine and rotary electric machine disposed adjacent thereto

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0857886B1 (de) Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit integriertem Startergenerator
DE19631384C1 (de) Elektrische Maschine in einem Antriebsstrang, z. B. eines Kraftfahrzeuges
EP2606254B1 (de) Elektrischer dämpfer für ein kraftfahrzeug
DE102008062173A1 (de) Vorrichtung zum Antrieb eines Generators über einen Riementrieb einer Brennkraftmaschine
EP1069310A2 (de) Antriebsvorrichtung
DE102004020177A1 (de) Handwerkzeugmaschine mit einem drehenden und/oder schlagenden Antrieb
EP3149356A1 (de) Rotationsdämpfer
EP0913598A1 (de) Drehmomentwandleranbindung mit Schwingungsdämpfer
WO2016202712A1 (de) Antriebsaggregat für ein kraftfahrzeug, insbesondere personenkraftfahrzeug
DE19939604A1 (de) Elektrische Maschinenbaugruppe zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolbenverbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschinenbaugruppe
DE19939605A1 (de) Elektrische Maschine zur Ankopplung an einen Hubkolben-Verbrennungsmotor und Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einer solchen elektrischen Maschine
EP1106823B1 (de) Antriebsvorrichtung mit einer Verbrennungsmaschine und einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Starter-Generator
DE19917295B4 (de) Antriebsvorrichtung
EP1094218B1 (de) Antriebsvorrichtung
DE102009020092A1 (de) Elektrische Maschine
WO2020187529A1 (de) Hybridantriebstrang
DE10010095B4 (de) Kurbelwelle mit hoher Schwingungsdämpfung
DE102015206737B4 (de) Schwingungstilger
DE10017398B4 (de) Elektrische Maschine
DE4317712C1 (de) Lüfteranordnung für eine elektrische Maschine
DE10236223A1 (de) Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102018109039A1 (de) Stelleinheit für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen
DE102007048340A1 (de) Elektromotor zur Verwendung in einem zahnärztlichen, zahnmedizinischen oder dentaltechnischen Handstück
DE102007047427A1 (de) Starter-Generator eines Kraftfahrzeuges
DE10017396A1 (de) Elektrische Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CONTINENTAL ISAD ELECTRONIC SYSTEMS GMBH & CO. OHG

8130 Withdrawal