Regelbares Untersetzungsgetriebe. Es sind Getriebe bekannt, welche dazu ver wandt werden, das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Antriebsmotors und derjenigen <B>b</B> der Abtriebsseite, z.
B. einer Arbeitsmasehine, (len jeweiligen Arbeitsbedinogungen anzupas- ,sen. Bewirkt das Getriebe, dass die Ab- triebsdrehzahl kleiner als die Antriebsdreh zahl ist, so spricht man von einem Unter- setzungsgetriebe. Untersetzungsgetriebe sind in zahlreichen Fällen von Bedeutung, wenn Eneruie von einem schnellaufenden An triebsmotor aus,
auf einen unter verhält nismässig hoher Belastung langsamer lau fenden Teil übertragen werden soll. Die be kannten Untersetzangsgetriebe arbeiten einer seits mit einem starren, unveränderlichen Drehzahlverhältnis zwischen dem antreiben den und dem angetriebenen Teil, anderseits <B>n</B> sind Stufen- oder Schaltgetriebe bekannt, wel- elie, mehrere bestimmte einstellbare Drehzahl verhältnisse liefern. Solche Getriebe passen .,;ich den Bedürfnissen der Praxis nicht genii- grend an, da die praktisch benötigten Dreh zahlen bei vielen Arbeitsvorgängen so dich'.
be*einanderliegen, dass sie durch derartige Ge- I riebe, die nur eine geringere, Anzahl von 1)rehzahlverhältnissen einzustellen gestatten, iiielit verwirklieht werden können. Es sind ferner stufenlos regelbare Getriebe, auch in Forni von Untersetzungsgetrieben bekannt, die zür Drehzahländerung Kegelseheiben, <B>C</B> Keilriemen, Ketten, Reibräder oder Reibringe und dergleichen Elemente, benutzen.
Bei den bekannten Getrieben dieser Art lässt sieh indes eine geometrisch einwandfreie Abwicklung aller im Eingriff befindliehen Elemente in einem grossen Regelbereich nicht erreichen. Ausser einem verhältnismässig geringen Regel- bereieh zeigen diese Getriebe bei niedrigen Ab- triebsdrehzahlen einen erheblichen Verlust an Drehmoment, verbunden mit Sehlupf und er höhtem Verschleiss,
Alle Getriebe vorgenannter Art lösen die Aufgabe der Schaffung der Möglichkeit einer stufenlosen Übersetzung oder einer stufenlosen Untersetzung mit Hilfe mechanischer Verbin dungen zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle, z. B. mit Hilfe von verstellbaren Zahnrädern, Riemenseheiben und dergleichen.
Erfindungsgemäss soll ein neuartiges Un- tersetzungsgetriebe geschaffen werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Drehmoment von der Antriebsseite auf<U>die</U> Abtriebsseite des Getriebes auf elektromagne- tisehem Wege übertragen wird, indem ein mit einer Getriebeseite fest verbundenes Feld- svstem auf ein mit der andern Getriebeseite fest verbundenes Leitersystem induzierend wirkt, so dass die Abtriebsdrehzahl sich auto- matiseh,
abhängig von der Grösse des abtriebs- seitig zu überwindenden Drehmomentes derart einstellt, dass <B>-</B>die Abtriebsdrehzahl im umge kehrten Sinn wie das Drehmöment steigt und fällt. Das induzierende Feldsystem kann ins besondere durch Elektromagnete gebildet wer den, die von einer äussern Stromquelle erregt werden. Auch kann das Feldsystem aus per manenten Magneten aufgebaut sein.
Bei Dre- hung des mit der Antriebswel#le verbundenen Leiters werden durch die Relativgeschwindig keit zwischen diesem und dem mit dem An trieb verbundenen Leiter in diesem Induk tionsströme erzeugt, durch welche der mit der Abtriebswelle verbundene Leiter ebenfalls in Drehung versetzt wird. Durch dieses induktive System wird die Abtriebsseite mit der An triebsseite gewissermassen verkettet , so dass bei der Drehung der Antriebsseite die Ab- triebsseite ihr folgt. Dabei wird die auf der Antriebsseite aufgewandte mechanische Ener gie auf die Abtriebsseite übertragen.
Die erzeugten Induktionsströme wirken da bei als Verkettungskräfte zwischen Antrieb und Abtrieb derart, dass die Abtriebsdrehzahl sich automatisch in Abhängigkeit von dem Widerstand des abtriebsseitig zu überwinden den Drehmomentes einstellt. Die Abtriebszahl steigt und fällt im umgekehrten Sinn, wie das Drehmoment auf der Abtriebsseite.
Bei gleichbleibendem oder sieh änderndem ,A,btriebsdrehmomentkanneinest,-LifenloseRege- lung der Drehzahl auf der'Abtriebsseite durch stufenlose Regelung der Feldstärke des Haupt feldes bewirkt werden. Ferner können die Ab- triebsdrehzahl und das auf der Abtriebsseite am Getriebe wirksame Drehmoment von der Antriebsseite aus durch Änderung der An triebsdrehzahl reguliert werden.
Ferner kann man auch die Abtriebsdrehzahl von der Ab- triebsseite aus durch Änderung des belasten den Drehmomentes auf der Abtriebsseite regii- lieren. Der induzierende Leiter des induktiven Systems kann zweckmässig möglichst einfach mit nur einer Windung oder in Form eines Hohlzylinders ausgebildet werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind Aus- führungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. <B>1</B> zeigt den Erfindungsgegenstand im Längsschnitt.
Fig. 2 ist ei# Querschnitt durch das Ge häuse und die beiden Leitersysteme, gemäss LinieA-B in Fig. <B>1.</B>
Fig. <B>3</B> zeigt eine abgeänderte Ausführungs form des Erfindungsgegenstandes im Quer schnitt. Fig. 4 veransehaulieht die Art der Wiek- lung der induzierenden Spule bei einer Aus führungsform gemäss Fig. <B>3.</B>
Fig. <B>5</B> zeigt ein Schaltbild betreffend die Anbringung einer Fernsteuerang beim Erfin dungsgegenstand.
Im einzelnen bezeichnen die, Bezugszeiehen <B>1</B> und 2 das zweckmässig geteilte Gehäuse des Getriebes. Die Antriebswelle ist mit<B>3,</B> die Ab- triebswelle mit 4 bezeichnet. Die Antriebswelle <B>3</B> ist einerseits vermittels eines Kugellagers<B>5</B> im Gehäuse, anderseits mittels der Kugellager <B>6</B> und<B>7</B> in dem hohlen Teil<B>8</B> der Abtriebs- welle 4 gelagert.
Die Abtriebswelle 4 ist mit tels des Kugellagers<B>9</B> im Gehäuse Lind ander seits durch die erwähnten Kugellager<B>6</B> Lind<B>7</B> an der Antriebswelle 3gelagert. Die Lagerung beider Wellen kann auch in anderer Weise ausgeführt sein. Man kann z. B. die Antriebs welle durchgehend anordnen. Die Abtriebs- welle könnte in diesem Falle mit zwei Lagern auf der Antriebswelle derart angeordnet sein, dass die Drehbewegung der Abtriebswelle, z. B. mittels Zahnrädern, weitergegeben wird.
Mit der Antriebswelle<B>3</B> ist ein Flanseh <B>10</B> fest verbunden, z. B. versehweisst. An dein Flanseh <B>10</B> ist ein Windflügel oder Lüfter<B>11</B> befestigt. An diesem Lüfter ist ein rohrföriiii- ger oder topfförn-iiger Hohlzylinder 12 ange bracht, der aus leitendem, vorteilhaft gut ma- gnetisierbarem Metall, insbesondere aus Eisen oder einer Eisenlegierung, besteht. Damit sind alle wesentlichen Teile der Antriebsseite er- wählit.
Die Abtriebswelle 4 trä,)-t die mit ilir fest verbundenen Polkerne<B>13</B> in beliebiger Zahl. Es können z. B. sechs Polkerne mit ihren Pol schuhen 14 angeordnet sein. Unter den Pol- sehuhen befinden sieh die die Polkerne fest umschliessenden Wieklungen <B>15.</B> Die Wieklun- gen der aufeinanderfolgenden Polkerne kön nen gleiehsinnig oder auch abwechselnd mit entgegengesetztem Sinn verlaufen.
Sie werden so vom Strom durchflossen, dass abwechselnd ein Nordpol<B>(N)</B> und ein Südpol<B>(S)</B> entsteht, vergleiche Fig. 2, Die Stromzuführung erfolgt mit Hilfe von auf der Abtriebswelle 4 angeordneten Schleif- rin-en <B>16</B> und Kohlebürsten<B>17,</B> die von den Bürstenhaltern<B>18</B> getragen werden. Die Bür stenhalter sind auf einer Achse<B>19,</B> die im Ge- hüuse gelagert ist, schwenkbar angeordnet. Sie drüeken in bekannter Weise die Bürsten<B>17</B> federnd an die Sehleifringe an.
Die -#Virkun,-sweise der Vorrichtung ist fol gende: Der durch die Wieklungen <B>15</B> fliessende Strom erzeugt ein magnetisches Feld, das in dem Leiter 12 bei dessen durch die Antriebs welle<B>3</B> bewirkter Drehung Wirbelströme oder Sekundärströme erzeugt. Infolgedessen ent steht zwisehen dem rotierenden Leiter der An triebsseite und dem drehbar angeordneten Felde der Abtriebsseite ein der Rotation der Antriebswelle entgegengesetztes Drehmoment, das auf die Abtriebsseite übertragen wird.
Die Drehzahl der Abtriebsseite könnte maximal nahezu (ohne Berücksichtigung etwaiger Rei bungsverluste) gleich der Antriebsdrellzahl werden. Bei Belastung auf der Abtriebsseite sinkt die Abtriebsdrehzahl entsprechend.
Besonders wichtig ist die durch den Lüfter <B>11</B> bewirkte Kühlung des Läufers und der Spulen, da die im Läufer des Getriebes erzeig ten starken Wirbelströme zu entsprechender Temperatursteigerung führen.
In dein gekennzeichneten Ausführungsbei spiel tritt die Luft durch die Öffnung 20 in den Gehäuseinnenraum 21 und wird durch die Windflügel<B>11</B> durch die Kanäle 22 und durch (lie Zwischenräume<B>23</B> hindurch nach dem die Bürsten umsehliessenden Gehäuseraum '24 ge trieben, um durch die Öffnung<B>25</B> auszuströ- inen.
Die Elektromagnete des Getriebes kann iijztii durch einen oder mehrere permanente Magnete ersetzen und dieselbe Verkettungs- wirkun,- zwischen Antrieb und Abtrieb erzie len. Der Läufer kann in diesem Fall die be- sehriebene Form behalten, während die Anord- nun- der Dauermagnete den beschriebenen l'olen des<B>E</B> lektromagneten entsprechen kann.
Für kleinere Leistungen kann man ein sol- ehes Getriebe durch Einstellung der Dauer- nia,-nete auf Drehmoment und Drehzahl ab stimmen, Gemäss Fig. <B>3</B> und 4 sind im induzierenden Teil eine möglichst grosse Anzahl von Polen <B>26, 27</B> vorgesehen. Dabei wechseln Nordpole und Südpole ab, so dass, wenn z. B. mit<B>26</B> ein Nordpol bezeichnet wird,<B>27</B> als Südpol aus gestaltet wird. Die Wicklung des vielpoligen Kerns<B>28,</B> der vorteilhaft aus magnetisierbaren dünnen Schichten, z. B.
Dynamoblechen, zu sammengesetzt ist, wird gemäss der Darstel- hing in Fig. 4 so geführt, dass die stromdurch flossene Leitung in dem Spalt<B>29</B> zwischen zwei Polen<B>30131</B> hindurcligeführt und auf der andern Seite des Pols<B>31</B> in umgekehrter Rich tung zurückgeführt wird. Auf diese Weise entsteht dann die abwechselnde Anordnung von Nord- und Südpolen. Bei dieser Ausfüh rungsform ist es möglich, eine wesentlich er höhte Polzahl auf kleinem Raum unterzubrin gen und dadurch bei geringem Stromaufwand die Verkettungskräfte wesentlich zu steigern.
Nach Fig. <B>5</B> wird ein erfindungsgemäss aus gebildetes Untersetzungsgetriebe <B>32</B> durch einen Motor<B>33</B> angetrieben. Der Motor<B>33</B> wird von einem Drehstromnetz 34,<B>35, 36</B> aus, über die Sicherungen<B>37, 38, 39</B> und über den Schalter 40 gespeist.
Hinter dem Schalter 40 wird eine Phase des Stromes durch Leitungen 41, 42 abge zweigt und über die Sicherungen 43, 44 und zweipoligen Schalter 45 in die Primärwicklung 46 eines zu einer Fernsteuerungsanlage ge hörigen Transformators geführt. Die Glimm lampe 47 zeigt an, dass der Primärstromkreis geschlossen ist. Die Sekundärwieklung 48 des Transformators besitzt zwei Gruppen von Zapfstellen 49 und<B>50,</B> von denen aus die Leitungen<B>51, 52</B> nach dem z. B. in Brücken schaltung liegenden Gleiehriehter <B>53</B> gehen.
Der gleiehgeriehtete Strom wird durch die Leitungen 54,<B>55</B> über ein Amperemeter<B>56</B> einerseits und über ein Potentiometer <B>57</B> an derseits zu den Klemmen<B>58, 59</B> geführt, an welchen die induzierende Wieklung des erfin dungsgemäss, ausgebildeten Untersetzungsge- triebes angeschlossen ist.
Das Potent.iometer <B>57</B> dient dazu, den Ohmschen Widerstand des Stromkreises stu fenlos zu verändern und somit eine stufenlos veränderliche Speisung der induzierenden Lei tung zu ermöglichen. Durch den in der Neben leitung<B>60</B> liegenden Dr-Liekknopisehalter 61- kann das Potentiometer überbrüekt werden, so dass der Strom in seiner maximalen Stärke der induzierenden Leitung des Untersetzungs- getriebes zugeführt wird.
Die Anlaufzeit des Antriebes mit ancehängter Arbeitsmaschine kann durch diese Einrichtung wesentlich ab gekürzt werden.
Die beschriebene Konstruktion des Ge triebes ist nur ein Ausführungsbeispiel, das mannigfach im Rahmen der Erfindung ab geändert und ausgestaltet werden kann.
Vorteile des beschriebenen Getriebes sind im praktischen Gebrauch die folgenden: Völlige Verschleisslosigkeit der Übertra gungselemente. Geräuschloser Lauf, da alle mechanisch wirksamen, z. B. mit meehaniseher Reibung arbeitenden Übertragungsglieder voll ständig oder weitgehend vermieden sind. Hin zu kommt die Weite des Regelbereiehes, der vom Stillstand bis etwa 200 Umläufe pro Minute unterhalb der Motorendrehzahl bei Vollast sieh ausdehnt, bei stufenloser Dreh zahlregelung, die von einem beliebigen Bedie nungsstand, z.
B. mittels Fernsteuerung, be tätigt werden kann.<B>Du</B> Getriebe arbeitet mit konstantem Drehmoment über den vollen Re- gelbereieh und läuft auf Höchstdrehzahl mit doppeltem Nennmoment an. Die Drehzahlrege lung kann sowohl im Lauf, als auch im Still stand durchgeführt und z. B. mittels elektro optischer Kontrollorgane überwacht werden. Bei Stossbelastung im Arbeitsvorgang, z. B. bei Arbeitsmasehinen, wie Schnellhobilern und dergleichen, bei welchen solche Stossbelastun gen auftreten, wirkt das Getriebe gleichzeitig elastisch dämpfend.
Der Lauf des Getriebes ist vollkommen gleichförmig und sehwingungsfrei. Ein Umsteuern des Drehsinns kann durch Um- polung des Motors und,selbsttätiges Bremsen erzielt werden. Besonders günstig liegt der Wirkungs,grad, der im Mittel 951/o beträgt. Durch organisch nachgeordnete Untersetzungs- glieder kann dieser hohe Wirkungsgrad auch auf sämtliche üblichen Drehzahlbereiche aus gedehnt werden.
Infolge seiner baulich kleinen Abmessungen sind die Anbau- und Einbau- mögliehkeiten für das neue Getriebe ausser ordentlich -ross.
<B>C</B>