DE4315463C1 - Im Kurbeltrieb eines Hubkolbenmotors integriertes Stromerzeugungsaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Kurbeltrieb eines Hubkolbenmotors integriertes Stromerzeugungsaggregat mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Hubkolbenmotor mit einem integrierten Stromerzeugungsaggregat der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE 37 09 266 A1 bekannt. Der Kurbeltrieb ist in Kreuzkopfbauweise ausgeführt, wobei die Ankerspulen in der Gleitbahn und die Permanentmagneten am Kreuzkopf angeordnet sind.

Die Verwendung eines Kreuzkopfes mit Gleitbahn zur Unterbringung von Ankerspule und Permanentmagnet ist kostspielig und nur für Großmotoren geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Bauteile des Stromerzeugungsaggregates eine derart integrierte Anordnung im Kurbeltrieb zu schaffen, daß diese auf einfache Weise bei geringem Platzbedarf in gewöhnliche Kurbeltriebe von kleineren Hubkolbenmotoren Platz finden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Ankerspule an der Pleuelstange in Verbindung mit der integrierten Unterbringung des Permanentmagneten in einem Kurbelarm wird insgesamt eine Einbindung der Bauteile des Stromerzeugungsaggregates innerhalb der hauptsächlichen Komponenten eines Kurbeltriebes erzielt. Vorteilhaft ist dabei, daß das Stromerzeugungsaggregat in standardmäßige Kurbeltriebe eingebunden werden kann. Daraus ergibt sich insbesondere der Vorteil eines preiswerten Stromerzeugers zur Deckung des elektrischen Energiebedarfs in kleineren Hubkolbenmotoren. Besonders vorteilhaft lassen sich hierdurch im Gehäuse befindliche Meßwertaufnehmer mit elektrischer Energie versorgen. Auch kann diese elektrische Energie zur Signalübertragung genutzt werden, so wie dies beispielsweise bei der Übertragung von Meßsignalen aus dem Kolben von Hubkolben-Brennkraftmaschinen erforderlich ist.

Aus der DE 36 14 006 A1 ist es noch bekannt, eine elektrische Einrichtung in einem sich bewegendem Gegenstand durch ein aus einem Permanentmagneten und einer Ankerspule bestehendes Stromerzeugungsaggregat zu versorgen. Im Unterschied zum Anmeldungsgegenstand führt hier die Ankerspule eine Kreisbahn aus, während der Permanentmagnet feststeht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend anhand der Zeichnungsbeschreibung naher erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung von Ankerspule und Permanentmagnet ein Kurbeltrieb einer Hubkolbenmaschine in einem Querschnitt durch den Kurbelzapfen einer Kurbel;

Fig. 2 den Kurbeltrieb aus Fig. 1 in einer Seitenansicht.

In den Fig. ist mit 1 ein Kurbeltrieb für einen Zylinder einer nicht weiter dargestellte Hubkolbenmaschine, z. B. einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Der Kurbeitrieb 1 umfaßt eine Pleuelstange 2, die mit ihrem großen Pleuelauge 3 am Kurbel­ zapfen 4 einer Kurbelwelle 5 gelagert ist. Vom großen Pleuel­ auge 3 führt ein Pleuelschaft 6 ab, der in einem kleinen Pleu­ elauge 7 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbens endet. Der Kurbelzapfen 4 ist über zwei Kurbelarme 8 und 9 mit den Hauptlagern 10 der Kurbelwelle 5 verbunden.

Zur Erzeugung von elektrischer Energie ist in den Kurbeltrieb 1 ein Stromerzeugungsaggregat integriert. Das Stromerzeugungsag­ gregat besteht dabei aus einer oder mehreren miteinander verschalteten Ankerspulen 11 und einem oder mehreren Perma­ nentmagneten 12.

Erfindungsgemaß sind dabei die Ankerspulen 11 an der Pleuel­ stange 2, insbesondere im Verlauf des Pleuelschaftes 6 und die Permanentmagneten 12 an einem Kurbelarm 8 oder 9 befestigt. Pro Umdrehung der Kurbelwelle drehen dabei die Ankerspulen 11 an den Permanentmagneten 12 vorbei. Dabei wird in den Ankerspulen 11 ein Strom erzeugt, welcher einer Batterie oder anderen elektrischen Verbrauchern der Hubkolbenmaschine zugeführt wird. Die Anordnung von Ankerspulen 11 und Permanentmagneten ist so getroffen, daß diese von der Mittellängsachse des Kurbelzapfens 4 jeweils mit dem gleichen Radius entfernt am Pleuelschaft 6 bzw. dem Kurbelarm 8 oder 9 angebracht sind.

Um dabei eine kompakte und gewichtssparende Anordnung für die Permanentmagnete 12 zu erreichen, sind diese in einem oder beiden Gegengewichten 13,14 der Kurbelarme 8, 9 inte­ griert, die gleichzeitig einen Teil der Gegengewichtsmasse bilden.

Anstatt am Pleuelschaft 6 ist es auch denkbar, die Ankerspulen 11 an einer oder beiden Stirnseiten des großen Pleuelauges 3 zu plazieren. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anord­ nung von Ankerspulen 11 und Permanentmagneten 12 möglich, d. h., die Ankerspulen 11 sind an einem oder beiden Kurbelarmen 8, 9 und die Permanentmagneten 12 sind an der Pleuelstange 2 ange­ ordnet.

Claims (4)

1. Im Kurbeltrieb eines Hubkolbenmotors integriertes Stromerzeugungsaggregat, das eine an einem Bauteil des Kurbeltriebes angeordnete Ankerspule und einen Permanentmagneten umfaßt, wobei zwischen der Ankerspule und dem Permanentmagneten bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine Relativbewegung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspule (11) an der Pleuelstange (2) und der Permanentmagnet (12) an einem Kurbelarm (8 oder 9) eines die Pleuelstange (2) lagernden Kurbelzapfens (4) befestigt sind.

2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspule (11) an einer Stirnseite des großen Pleuelauges (3) angebracht ist.

3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerspule (11) am Pleuelschaft (6) angebracht ist.

4. Hubkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (12) Bestandteil eines am Kurbelarm (8 oder 9) angeformten Gegengewichtes (13, 14) ist.