Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein
Hilfsaggregat einer Brennkraftmaschine mit einem einen
Stator und einen Rotor aufweisenden Elektromotor.The invention relates to a drive arrangement for a
Auxiliary unit of an internal combustion engine with one
Stator and an electric motor having a rotor.
Hilfsaggregate von Brennkraftmaschinen, so beispielsweise
ein Lüfter, eine Kühlmittelpumpe, ein Generator, eine
Schmiermittelpumpe oder eine mechanische Aufladevorrich
tung können auf verschiedene Weise angetrieben werden.
Bekannt ist neben dem rein mechanischen Antrieb, bei dem
das Hilfsaggregat direkt oder unter Zwischenschaltung ei
nes Getriebes indirekt von der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine angetrieben werden, auch der von der Brenn
kraftmaschine unabhängige elektromotorische Antrieb. Ein
Nachteil des direkten Antriebes, unter den neben einem
direkten mechanischen Antrieb beispielsweise unter Zwi
schenschaltung eines Stirnradgetriebes auch ein hydro
dynamisch angekoppelter Antrieb fallen soll, ist die re
lativ starre Drehzahlkoppelung. Läuft beispielsweise die
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit einer Drehzahl von
1000 l/min um, und rotiert dann der Lüfter mit einer
Drehzahl von 500 l/min, so hat die Lüfterdrehzahl bei
einer Kurbelwellendrehzahl von 6000 l/min einen Wert von
3000 l/min. Zumeist kann jedoch ein Hilfsaggregat einer
Brennkraftmaschine nicht wirkungsgradoptimal über einem
derart breiten Drehzahlband betrieben werden, so daß eine
derartige starre Koppelung unerwünscht ist. Als Abhilfe
maßnahme wurden bereits schaltbare Getriebe vorgeschla
gen, die jedoch einen hohen Bauaufwand darstellen.Auxiliary units of internal combustion engines, for example
a fan, a coolant pump, a generator, a
Lubricant pump or a mechanical supercharger
tion can be driven in different ways.
In addition to the purely mechanical drive, is known
the auxiliary unit directly or with an egg
nes transmission indirectly from the crankshaft of the focal
engine driven, including that of the Brenn
engine independent electric motor drive. A
Disadvantage of the direct drive, among those next to one
direct mechanical drive, for example under Zwi
circuit of a spur gear also a hydro
dynamically coupled drive should fall, is the right
relatively rigid speed coupling. For example, runs the
Crankshaft of the internal combustion engine with a speed of
1000 l / min, and then the fan rotates with a
Speed of 500 l / min, the fan speed has
a crankshaft speed of 6000 l / min a value of
3000 l / min. Mostly, however, an auxiliary unit can
Internal combustion engine not optimally efficient over one
such a wide speed range are operated so that a
such rigid coupling is undesirable. As a remedy
The switchable gearbox has already been proposed
gene, which, however, represent a high construction effort.
Da andererseits ein rein elektromotorischer Antrieb des
Hilfsaggregates aufgrund der hierfür erforderlichen mehr
fachen Energieumwandlung und des damit zwangsläufig ver
bundenen, ebenfalls schlechten Wirkungsgrades nachteilig
ist, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine
demgegenüber wirkungsgradoptimierte Antriebsanordnung für
ein Brennkraftmaschinen-Hilfsaggregat aufzuzeigen.On the other hand, since a purely electric motor drive
Auxiliary units due to the more required for this
fold energy conversion and thus inevitably ver
tied, also poor efficiency disadvantageous
is, the invention has set itself the task
in contrast, efficiency-optimized drive arrangement for
to show an internal combustion engine auxiliary unit.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Stator
oder der Rotor des Elektromotors an einem von der Brenn
kraftmaschine angetriebenen Drehteil befestigt ist, und
daß das Hilfsaggregat vom anderen Teil des Elektromotors
(Rotor bzw. Stator) angetrieben wird. Erfindungsgemäß ist
somit beispielsweise der Stator eines Elektromotors starr
an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angekoppelt.
Das Hilfsaggregat, so beispielsweise der Lüfter, hingegen
ist starr mit dem Rotor des Elektromotors verbunden. Wäh
rend nun der Stator des Elektromotors mit der Drehzahl
der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle umläuft, wird der
Lüfter mit einer demgegenüber höheren Drehzahl rotieren,
wenn der Rotor des Elektromotors durch Beaufschlagung mit
entsprechend gepoltem Stromfluß gegenüber dem Stator im
gleichen Drehsinne zusätzlich rotiert. Bei entgegenge
richtetem Stromfluß hingegen wird der Rotor des Elektro
motors gegenüber dem Stator in einer dem Umlaufdrehsinn
des Stators entgegengerichteten Drehsinn rotieren, so daß
dann die Lüfterdrehzahl geringer ist als diejenige der
Kurbelwelle.
To solve this problem it is provided that the stator
or the rotor of the electric motor on one of the burners
engine driven rotating part is attached, and
that the auxiliary unit from the other part of the electric motor
(Rotor or stator) is driven. According to the invention
thus, for example, the stator of an electric motor is rigid
coupled to the crankshaft of the internal combustion engine.
The auxiliary unit, for example the fan, on the other hand
is rigidly connected to the rotor of the electric motor. Wuh
rend the stator of the electric motor with the speed
the engine crankshaft rotates, the
Rotate fans at a higher speed,
when the rotor of the electric motor is loaded with
correspondingly polarized current flow to the stator in
rotated in the same direction. At opposite
Directed current flow, however, becomes the rotor of the electric
motors with respect to the stator in one direction of rotation
of the stator rotate in the opposite direction of rotation so that
then the fan speed is lower than that of
Crankshaft.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den Stromfluß
durch den Elektromotor vollständig zu unterbinden, so daß
der Rotor gegenüber dem Stator nicht elektromotorisch an
getrieben wird. Auch dann wird der Rotor vom rotierenden
Stator in Abhängigkeit vom Rotationswiderstand des mit
dem Rotor verbundenen Hilfsaggregates in eine Rotations
bewegung mitgenommen. Selbstverständlich stellt die obige
Erläuterung lediglich ein Beispiel für die Erfindung dar.Of course it is also possible to change the current flow
completely by the electric motor, so that
the rotor is not electromotive relative to the stator
is driven. Even then the rotor is rotating
Stator depending on the rotational resistance of the
the rotor connected auxiliary unit in a rotation
Movement taken away. Of course, the above
Explanation is only an example of the invention.
Alternativ kann auch der Rotor an einem von der Brenn
kraftmaschine angetriebenen Drehteil, so beispielsweise
der Kurbelwelle, befestigt sein, während der Stator des
Elektromotors mit dem Hilfsaggregat verbunden ist.Alternatively, the rotor on one of the focal
engine driven rotating part, for example
the crankshaft, while the stator of the
Electric motor is connected to the auxiliary unit.
Selbstverständlich können darüber hinaus geeignete Ge
triebe mit entsprechenden Übersetzungsverhältnissen zwi
schengeschaltet sein, um das jeweils gewünschte Drehzahl
niveau einzustellen. So ist es beispielsweise möglich,
den Stator nicht direkt von der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine antreiben zu lassen, sondern dazwischen ein
Untersetzungsgetriebe vorzusehen, das die Statordrehzahl
gegenüber der Kurbelwellendrehzahl herabsetzt. Weiterhin
ist dann jedoch der Stator an einem von der Brennkraftma
schine angetriebenen Drehteil befestigt. In gleicher
Weise kann beispielsweise zwischen dem Rotor des Elektro
motors und dem von diesem angetriebenen Hilfsaggregat ein
Untersetzungsgetriebe angeordnet sein, um das Drehzahl
niveau des Hilfsaggregates weiter zu reduzieren.Of course, suitable Ge
gears with appropriate gear ratios between
be switched to the desired speed
adjust level. For example, it is possible
the stator not directly from the crankshaft of the focal
to drive the engine, but in between
Reduction gear to provide the stator speed
reduced compared to the crankshaft speed. Farther
is then the stator on one of the internal combustion engine
machine driven rotating part attached. In the same
For example, between the rotor of the electric
motors and the auxiliary unit driven by this
Reduction gears can be arranged to control the speed
to further reduce the level of the auxiliary unit.
Daß der Wirkungsgrad mit einer erfindungsgemäßen Antrieb
sanordnung verbessert wird, liegt auf der Hand, da das
Hilfsaggregat über den am angetriebenen Drehteil befe
stigten Stator oder Rotor des Elektromotors zumindest
partiell rein mechanisch angetrieben wird, ohne daß
hierzu eine aufwendige Energieumwandlung erforderlich
wäre. Der Elektromotor als solcher muß somit lediglich
die für eine Drehzahldifferenz des Hilfsaggregates ge
genüber dem Brennkraftmaschinen-Drehteil erforderliche
Energie aufbringen. Besonders klar ersichtlich wird die
Optimierung in den Fällen, in denen der Elektromotor in
sich überhaupt nicht angetrieben wird, in denen also das
Hilfsaggregat über den Stator bzw. Rotor quasi vom Brenn
kraftmaschinen-Drehteil in Rotation versetzt wird.That the efficiency with a drive according to the invention
order is obvious, because that
Auxiliary unit via the befe on the driven rotating part
at least stator or rotor of the electric motor
partially driven purely mechanically without
this requires a complex energy conversion
would. The electric motor as such only needs to be
the ge for a speed difference of the auxiliary unit
compared to the internal combustion engine part required
Apply energy. The becomes particularly clear
Optimization in cases where the electric motor is in
is not driven at all, in which
Auxiliary unit over the stator or rotor quasi from the burner
engine turning part is set in rotation.
Anspruch 2 nennt eine vorteilhafte Anordnung zur Strom
übertragung auf den selbst rotierenden Elektromotor. Dem
nach sind mit dem Brennkraftmaschinen-Drehteil zusammen
wirkende Schleifringkontakte vorgesehen, über die eine
Stromübertragung zu den elektromotorinternen Schleifrin
gen möglich ist. Daß hierzu auf dem Drehteil eine ent
sprechende Leitungsführung erforderlich ist, bedarf kei
ner näheren Erläuterung. Da es darüber hinaus anhand obi
ger Ausführungen dem Fachmann möglich ist, eine erfin
dungsgemäße Antriebsanordnung für ein Hilfsaggregat einer
Brennkraftmaschine zu entwerfen, ist auch kein bevorzug
tes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Unter
schiedlichste konstruktive Ausführungsvarianten sind mög
lich; wesentlich ist jedoch die Tatsache, daß ein Stator
oder ein Rotor eines Elektromotors an einem von der
Brennkraftmaschine angetriebenen Drehteil befestigt ist,
wobei ein Brennkraftmaschinen-Hilfsaggregat vom jeweils
anderen Teil des Elektromotors, d. h. vom Rotor bzw. vom
Stator, angetrieben wird.Claim 2 calls an advantageous arrangement for electricity
transmission to the self-rotating electric motor. The
after are together with the internal combustion engine turned part
Slip ring contacts are provided, via which one
Power transmission to the internal grinding wheel
gene is possible. That this ent on the turned part
speaking cable routing is not required
a closer explanation. Since it is also based on obi
is possible for those skilled in the art to invent one
drive arrangement according to the invention for an auxiliary unit
Designing an internal combustion engine is also not preferred
tes embodiment of the invention shown. Under
Various design variants are possible
Lich; what is essential, however, is the fact that a stator
or a rotor of an electric motor on one of the
Internal combustion engine driven rotating part is attached
with an internal combustion engine auxiliary unit from each
other part of the electric motor, d. H. from the rotor or from
Stator, is driven.