DE202008007436U1

DE202008007436U1 - Antriebseinrichtung

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Publication number: DE202008007436U1
Application number: DE202008007436U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2018-06-07

Abstract

Antriebseinrichtung, welche durch einen von einer Batterie (3) speisbaren Elektromotor (1) angetrieben wird und die einen zum Aufladen der Batterie (3) vorgesehenen Generator (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Welle (1.1) des Elektromotors (1) drehfest verbundener erster Propeller (P1) mit einem mit einer Welle (2.1) des Generators (2) drehfest verbundenen zweiten Propeller (P2) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung, welche durch einen von einer Batterie gespeisten Elektromotor angetrieben wird und die einen zum Aufladen der Batterie dienenden Generator aufweist. Das Einsatzgebiet befindet sich in der Automobil- und in der Flugzeugindustrie.
In den letzten Jahren wurde große Aufmerksamkeit der Reduktion von Schadstoffen gewidmet, die durch Automobile und andere Fahrzeuge emittiert werden.
Es sind in diesem Zusammenhang viele technische Neuerungen und Verbesserungen entstanden, die sich auf den Einsatz von Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen beziehen. Während die Antriebe der Hybridfahrzeuge neben einem Elektromotor immer noch einen, Schadstoffe emittierenden, Verbrennungsmotor enthalten, werden bei den Elektrofahrzeugen als Antriebsquelle nur Elektromotoren verwendet.
Diese umweltfreundlichen Elektrofahrzeuge weisen allerdings auch Nachteile gegenüber den mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeugen auf. Da sie üblicherweise wieder aufladbare Batterien als Energiespeicher verwenden, ist ihr Einsatzbereich sehr beschränkt. Nach Absolvierung einer bestimmten Strecke müssen die Batterien wieder aufgeladen werden, wobei eine wesentliche Zeit für diese Batterieaufladung benötigt wird.
Dieser Nachteil soll mit dem in DD 147 081 angeführten Elektromotorenantrieb für Kraftfahrzeuge beseitigt werden. Dieser Antrieb weist eine zweite Batterie auf, die mittels eines Umschalters zugeschalten wird, wenn die erste Batterie entladen ist. Damit kann das Kraftfahrzeug unabhängig von der gespeicherten Energie in den Batterien angetrieben werden. Dieser bekannte Antrieb weist einen Elektromotor auf, der von einem Generator gespeist wird. Der Generator wird von einem weiteren Elektromotor, dem Generatormotor, angetrieben. Dieser erhält seine Spannung von der jeweiligen Batterie. Die andere Batterie wird in dieser Zeit von einem Reststrom des Generators wieder aufgeladen.
Mit diesem Antrieb kann zwar die für die Batterieaufladung außerhalb des Fahrbetriebes benötigte Zeit eingespart werden. Die zusätzliche Batterie bringt aber neben zusätzlichen Kosten auch ein größeres Gewicht der Antriebseinrichtung mit sich. Auch wird hier ein zweiter Elektromotor benötigt.
In DE 26 02 224 A bestand die Aufgabe darin, eine Antriebseinrichtung mit einem relativ geringem Eigengewicht zu schaffen, wobei die beim Abbremsen von Fahrzeugen frei werdende Energie zumindest teilweise gespeichert und zur Beschleunigung von Fahrzeugen wieder abgegeben wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein von einer Batterie gespeister Elektromotor über ein Getriebe mit einer Antriebswelle verbunden, wobei die Batterie mittels eines Ladegerätes aufladbar ist, das mit einem Generator in Wirkverbindung steht, der mittels einer Kupplung mit dem Elektromotor verbunden ist.
Diese Antriebseinrichtung weist einen aufwendigen Aufbau auf, wobei die durch einen Messwertgeber gemessenen Größen an eine Regeleinrichtung weitergegeben werden, wo sie als Steuerbefehle an Kupplungen und Schalter zur Wirkung kommen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebseinrichtung, welche durch einen von einer Batterie gespeisten Elektromotor angetrieben wird und die einen zum Aufladen der Batterie dienenden Generator aufweist, zu schaffen, die bei einfachem und kostengünstigem Aufbau leicht zu transportieren und zu montieren ist.
Erfindungsgemäß steht ein mit einer Welle des Elektromotors drehfest verbundener erster Propeller mit einem mit einer Welle des Generators drehfest verbundenen zweiten Propeller in Wirkverbindung.
Dabei wird der Propeller des Generators durch einen von dem Propeller des Elektromotors erzeugten Luftstrom angetrieben. Es ist aber auch möglich, dass der Propeller des Generators durch einen von dem Propeller des Elektromotors erzeugten Luftstrom und außerdem noch durch den Fahrtwind angetrieben wird.
Der Elektromotor und der mit diesem verbundene erste Propeller sowie der Generator und der mit diesem verbundene zweite Propeller sind hierbei in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Der Luftstrom ist innerhalb des Gehäuses zu dem Propeller des Generators leitbar. Der erste Propeller ist vorzugsweise an der dem Generator abgewandten Seite des Elektromotors auf der Welle des Elektromotors und der zweite Propeller ist vorzugsweise an der dem Elektromotor abgewandten Seite des Generators angeordnet. Der erste Propeller kann ebenso an der dem Generator zugewandten Seite des Elektromotors angeordnet sein. Der zweite Propeller kann auch an der dem Elektromotor zugewandten Seite des Generators angeordnet sein.
Der Elektromotor und der Generator können über eine Kupplung miteinander verbunden sein. Es kann zwischen beiden aber auch keine Verbindung vorhanden sein.
Die Batterie ist außerhalb des Gehäuses angeordnet und über Verbindungskabel zum Zwecke der Energieeinspeisung mit dem Elektromotor verbunden. Der Generator ist über weitere Verbindungskabel zum Zwecke der Batterieaufladung ebenfalls mit der Batterie verbunden.
Ein Motorgehäuse des Elektromotors und/oder ein Generatorgehäuse des Generators kann/können auch stromlinienförmig ausgebildet sein.
In dem Elektromotor und Generator aufnehmenden Gehäuse können schlitzförmig ausgebildete Öffnungen für den Eintritt des Fahrtwindes vorgesehen sein. Außerdem kann das Gehäuse von einer als Schutzhülle ausgebildeten Ummantelung umgeben sein. Die Batterie ist an eine externe Stromquelle anschließbar.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung besteht aus einem Elektromotor 1 und einem Generator 2. Der Elektromotor 1 ist dabei in an sich bekannter Art und Weise zum Zwecke des Antriebes mit den Rädern eines Fahrzeuges verbunden. Dies kann beispielsweise über ein hier nicht näher dargestelltes Getriebe geschehen.
An wenigstens einer Seite des Elektromotors 1 ragt dessen Welle 1.1 aus dem Motorgehäuse 1.2 heraus. Mit dieser Welle 1.1 ist ein Propeller P1 drehfest verbunden. Der Generator 2 weist ebenfalls eine an wenigstens einer Seite des Generatorgehäuses 2.2 herausgeführte Welle 2.1 auf. Mit dieser Welle 2.1 ist ein weiterer Propeller P2 drehfest verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung des Propellers P1 auf der Welle 1.1 des Elektromotors 1 auf der dem Generator 2 abgewandten Seite. Auch die Befestigung des Propellers P2 auf der Welle 2.1 des Generators 2 erfolgt vorzugsweise auf der dem Elektromotor 1 abgewandten Seite.
Diese hier beschriebenen Bauteile, d. h. der Elektromotor 1 mit dem auf der Welle 1.1 befestigten Propeller P1 und der Generator 2 mit dem auf der Welle 2.1 befestigten Propeller P2, sind in einem gemeinsamen Gehäuse G untergebracht.
Außerhalb dieses Gehäuses G befindet sich eine Batterie 3, die über Verbindungskabel 4 mit dem Elektromotor 1 und über Verbindungskabel 5 mit dem Generator 2 verbunden ist. Die Batterie 3 ist zudem an eine externe Stromquelle 6 anschließbar.
Der Generator 2 kann dabei an den Elektromotor 1 angekuppelt sein. Generator 2 und Elektromotor 1 können aber auch getrennt – ohne jegliche Verbindung untereinander – innerhalb des Gehäuses G angeordnet sein. Die Anordnung zueinander muss nur in der Art erfolgen, dass ein von dem Propeller P1 des Elektromotors 1 hervorgerufener Luftstrom L optimal an den Propeller P2 des Generators 2 weiter leitbar ist.
Dabei kann es sich beispielsweise auch als günstig erweisen, zumindest einen der Propeller P1, P2 auf der anderen Seite des Elektromotors 1 und/oder des Generators 2 anzuordnen, d. h. auf der dem Elektromotor 1 bzw. dem Generator 2 zugewandten Seite.
Auf der Oberseite – und eventuell auch an den Seitenflächen – des Gehäuses G können außerdem noch hier nicht näher dargestellte Schlitze, wie sie üblicherweise zur Kühlung an Gehäusen angebracht werden, für den Eintritt des Fahrtwindes vorgesehen sein. Deren Öffnungen weisen dementsprechend in Fahrtrichtung. Der Fahrtwind trifft dann ebenfalls als Luftstrom L auf den Propeller P2 des Generators 2 und unterstützt die Drehbewegung des Propellers P2 mit der Welle 2.1 des Generators 2 und damit das Aufladen der Batterie 3.
Außerdem kann der Luftstrom L gleichzeitig als Kühlung des Elektromotors 1 und des Generators 2 dienen.
Bei Bedarf kann um das Gehäuse G noch eine als Schutz vor äußeren Einflüssen dienende Ummantelung U vorgesehen sein.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist einfach:
Ausgehend von einer vollständig aufgeladenen Batterie 3, welche die Anschubenergie liefert, wird der Elektromotor 1 über die Verbindungskabel 4 angetrieben. Der mit der Welle 1.1 des Elektromotors 1 drehfest in Verbindung stehende Propeller P1 dreht sich dadurch mit, wodurch der Luftstrom L erzeugt wird, der innerhalb des Gehäuses G in Richtung des Generators 2 und damit zu dessen Propeller P2 geblasen wird. Der auf der Welle 2.1 drehfest angebrachte Propeller P2 wird dadurch ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, wodurch es über die in Drehung versetzte Welle 2.1 zu einer Stromerzeugung des Generators 2 kommt. Über die Verbindungskabel 5 lädt der so erzeugte Strom des Generators 2 die Batterie 3 auf.
Damit ist der Kreislauf geschlossen. Das Aufladen der Batterie 3 an einer externen Stromquelle 6 findet im Prinzip nur statt, um eine Anschubenergie bei Fahrtantritt zu erhalten. Das weitere Aufladen der Batterie 3 erfolgt während der Fahrt, wobei ein ständiger Kreislauf zwischen Einspeisung von elektrischer Energie von der Batterie 3 in den Elektromotor 1 und Aufladen der Batterie 3 durch den Generator 2 stattfindet. Dieser Kreislauf wird durch die über den Luftstrom L in Wirkverbindung stehenden Propeller P1 und P2 erzielt. Dabei dient dieser Luftstrom L gleichzeitig der Kühlung des Elektromotors 1 und des Generators 2.
Bei großen Fahrgeschwindigkeiten kann durchaus der durch die Schlitze des Gehäuses G einströmende Fahrtwind ausreichen, um als Luftstrom L den Propeller P2 des Generators 2 in Drehung zu versetzen und damit ein Aufladen der Batterie 3 zu bewirken. Das trifft vor allem bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in Flugzeugen zu.
Um die Wirkung des Luftstromes L zu verstärken können das innerhalb des Gehäuses G befindliche Motorgehäuse 1.2 und/oder das Generatorgehäuse 2.2 eine stromlinienförmige Gestalt aufweisen.
Damit ist eine überraschend einfache technische Lösung eines elektrischen Antriebes gefunden worden, die bei ihrem Einsatz neben ihrer Umweltfreundlichkeit auch große ökonomische Vorteile aufweist. Ihr Einsatz ist vorrangig in Verbindung mit Elektrofahrzeugen zu sehen. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung soll dabei den Verbrennungsmotor ersetzen. Dies geschieht einfach dadurch, dass die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung in die bereits vorhandene Aufhängung des Verbrennungsmotors eingesetzt wird.
Es ist aber auch denkbar, sie gemeinsam mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor in Hybridfahrzeugen einzusetzen. Noch mehr bietet sich aber der Einsatz der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in der Flugzeugindustrie an, da hier in den Triebwerken eine große Druckluft und somit bedeutend größere Luftströme L erzeugt werden. Es können in diesem Bereich große Einsparungen erzielt werden.

1: Elektromotor
1.1: Welle des Elektromotors
1.2: Motorgehäuse
2: Generator
2.1: Welle des Generators
2.2: Generatorgehäuse
3: Batterie
4: Verbindungskabel Batterie – Elektromotor
5: Verbindungskabel Batterie – Generator
6: externe Stromquelle
G: Gehäuse
P1: Propeller am Elektromotor
P2: Propeller am Generator
U: Ummantelung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DD 147081 [0005]
- DE 2602224 A [0007]

Claims

Antriebseinrichtung, welche durch einen von einer Batterie (3) speisbaren Elektromotor (1) angetrieben wird und die einen zum Aufladen der Batterie (3) vorgesehenen Generator (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Welle (1.1) des Elektromotors (1) drehfest verbundener erster Propeller (P1) mit einem mit einer Welle (2.1) des Generators (2) drehfest verbundenen zweiten Propeller (P2) in Wirkverbindung steht.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller (P2) des Generators (2) durch einen von dem Propeller (P1) des Elektromotors (1) erzeugten Luftstrom (L) angetrieben wird.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Propeller (P2) des Generators (2) durch einen von dem Propeller (P1) des Elektromotors (1) erzeugten Luftstrom (L) und durch den Fahrtwind angetrieben wird.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) und der mit diesem verbundene erste Propeller (P1) sowie der Generator (2) und der mit diesem verbundene zweite Propeller (P2) in einem gemeinsamen Gehäuse (G) untergebracht sind.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (L) innerhalb des Gehäuses (G) zu dem Propeller (P2) des Generators (2) leitbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Propeller (P1) an der dem Generator (2) abgewandten Seite des Elektromotors (1) auf der Welle (1.1) des Elektromotors (1) und der zweite Propeller (P2) an der dem Elektromotor (1) abgewandten Seite des Generators (2) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Propeller (P1) an der dem Generator (2) zugewandten Seite des Elektromotors (1) auf der Welle (1.1) des Elektromotors (1) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Propeller (P2) an der dem Elektromotor (1) zugewandten Seite des Generators (2) auf der Welle (2.1) des Generators (2) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) und der Generator (2) über eine Kupplung miteinander verbunden sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) und der Generator (2) nicht miteinander verbunden sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (3) außerhalb des Gehäuses (G) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (3) über Verbindungskabel (4) zum Zwecke der Energieeinspeisung mit dem Elektromotor (1) verbunden ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (2) über Verbindungskabel (5) zum Zwecke der Batterieaufladung mit der Batterie (3) verbunden ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorgehäuse (1.2) des Elektromotors (1) oder/und ein Generatorgehäuse (2.2) des Generators (2) stromlinienförmig ausgebildet ist/sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (G) schlitzförmig ausgebildete Öffnungen für den Eintritt des Fahrtwindes vorgesehen sind.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (G) von einer als Schutzhülle ausgebildeten Ummantelung (U) umgeben ist.
Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (3) an eine externe Stromquelle (6) anschließbar ist.