DE238625C

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Publication number: DE238625C
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HES

PATENTAMT.

ΛΚ 23^625 • KLASSE 47Λ. .,CR

Es ist bereits eine Vorrichtung zur elektrischen Regelung der Geschwindigkeit einer Welle mittels eines Umlaulrädergetriebes unter Benutzung einer beliebigen Antriebskraft von gleichbleibender Geschwindigkeit bekannt geworden. Sie besteht — außer der Treibmaschine, %. B. einem Explosionsmotor — aus zwei elektrischen Maschinen und einem Umlaufrädergetriebe. Die erste elektrische Maschine ist mit der anzutreibenden Welle und mit einem Gliede des Getriebes verbunden. Die zweite elektrische Maschine ist mit dem zweiten Gliede und die Welle der Treibmaschine mit dem dritten Gliede des Getriebes verbunden.

Beim Anlassen der anzutreibenden Welle läßt man zunächst die zweite elektrische Maschine entgegen dem Drehsinn der anzutreibenden Welle als Generator arbeiten und Strom in die erste elektrische Maschine senden, welche also als Motor, und zwar im Drehsinn der antreibenden Welle läuft. Darauf steigert man allmählich durch Änderung der elektrischen Verhältnisse die Geschwindigkeit der als Motor arbeitenden ersten elektrischen Maschine, während man die der zweiten, als Generator arbeitenden abnehmen läßt, bis sie schließlich ganz still steht. Jetzt vertauscht man die Arbeitsweise der beiden elektrischen

ι Maschinen, so daß also die erste als Generator, und zwar im Drehsinn der antreibenden Welle arbeitet und Strom in die zweite sendet, welche nun als Motor, und zwar mit gleichem Drehsinn läuft, und läßt die Gesch windigkeit beider Maschinen* — jedoch die der zweiten Maschine schneller — zunehmen, bis schließlich beide Maschinen mit gleicher Geschwindigkeit laufen. In diesem Zustande haben also alle drei Glieder des Getriebes gleiche Geschwindigkeit, nämlich die der Treibmaschine, und diese Geschwindigkeit k^f die normale Arbeitsgeschwindigkeit der anzutreibenden Welle.

Obwohl die beschriebene Vorrichtung eine

ganz allmähliche, von Stoßen freie Zunahme

der Geschwindigkeit der anzutreibenden Welle j auf rein elektrischem Wege ermöglicht^ haften

,ihjr. doch mehrere s,o erhebliche Fehler an,

daß sie Bisher in der Praxis nirgends-Eingang" gefunden hat,

Zunächst erfolgt die Übertragung der Kraft von der Treibmaschine auf die anzutreibende Welle auch in dem oben dargelegten normalen Zustande derart, daß die volle mechanische Energie der Treibmaschine zunächst in elektrische Energie in der ersten elektrischen Maschine umgesetzt, darauf diese in die zweite elektrische Maschine geleitet und schließlich in dieser wieder in mechanische Energie umgewandelt wird. Diese doppelte Umwandlung der Energie ist ohne Verluste selbstverständlich nicht auszuführen. Diese sind aber deswegen noch besonders groß, weil die elektrische Energie, welche von der ersten zur zweiten elektrischen Maschine strömt, etwa ebenso groß ist als die von der antreibenden Welle abgegebene mechanische Energie. Die beiden elektrischen Maschinen müssen daher auch so groß bemessen werden, daß sie dauernd, d. h. während der ganzen Zeit des oben dargelegten normalen Arbeitens, die volle Energie der Treibmaschine zu erzeugen bzw. :

-4. f. 4° /

aufzunehmen vermögen. Infolgedessen sind die Verluste durch Stromwärme sowie die magnetischen Verluste in den beiden elektrischen Maschinen sehr hoch.

Ferner bewegen sich zwar rein theoretisch im normalen Zustande die Glieder des Getriebes relativ gegeneinander überhaupt nicht. Tatsachlich wird aber dieser günstige Zustand, bei welchem also das Getriebe ohne innere Reibung arbeiten würde, nie eintreten, weil schon bei der geringsten Schwankung des Widerstandes, den die auszuübende Kraft zu überwinden hat, die elektrische Übertragung eine Änderung in dem Sinne erfahren muß, daß die Glieder des Getriebes sich gegeneinander verdrehen. Das Getriebe der älteren Vorrichtung wird sich mithin sehr schnell abnutzen.

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auch nocir'wertere V^Dr^le^durcTi^elne weitere Ausgestaltung der älteren Vorrichtung erzielt, indem man die beiden elektrischen Maschinen mechanisch miteinander kuppelt, sobald die treibende und getriebene Welle annähernd gleiche Geschwindigkeit angenommen haben.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung schematisch dargestellt.

Auf die Welle α der nicht gezeichneteil Treibmaschine ist das Gehäuse f eines doppelt ■ausgebildeten Planetengetriebes aufgesetzt. In dem Gehäuse sind zunächst zwei Wellen k drehbar gelagert, auf welche je zwei Planetenräder g, h aufgekeilt sind. Die Planetenräder g bzw. h stehen mit den Sonnenrädern m bzw. η in Eingriff. Das Sonnenrad m ist auf eine Hohlwelle e aufgesetzt, welche frei drehbar durch das Gehäuse f hindurchgeführt ist. Das Gehäuse f mit den Räderpaaren g, h bildet zugleich das Schwungrad der Treibmaschine. Das Sonnenrad η ist auf eine Welle d aufgesetzt, welche in der Hohlwelle e frei drehbar ist. Die Hohlwelle e trägt ferner eine Bremsscheibe 0, den Anker b einer elektrischen Maschine, deren Polgehäuse mit q bezeichnet ist, sowie die eine Hälfte einer Reibungskupplung p. Die Welle d enthält ferner die zweite Hälfte der Reibungskupplung p und den Anker c einer elektrischen Maschine, deren Polgehäuse mit r bezeichnet ist. Die Welle d ist diejenige, welche angetrieben werden soll und z, B. bei Verwendung der neuen Vorrichtung zum Antriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Fahrzeugwelle gekuppelt wird.

Die Maschine c, r ist die, welche in der Einleitung als »erste«, und die Maschine b, q die, welche in der Einleitung als »zweite« bezeichnet ist.

Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung gleicht im allgemeinen derjenigen der älteren Vorrichtung, wie sie in der Einleitung dargelegt ist. Unterschiede liegen aber in der Art und Weise, wie die Kupplung p und die Bremse 0 gemäß der Erfindung in Benutzung genommen werden.

Die Kupplurgjft wird eingerückt, wenn alle drei in dem Planetengetriebe vereinigten Wellen gleiche oder nahezu gleiche Geschwindigkeit angenommen haben. Die elektrische Übertragung der Energie von der Maschine c, r auf die Maschine b, q hört dann vollkommen auf, und infolgedessen entstehen auch von, dem Einrücken der Kupplung p ab keine weiteren elektrischen Verluste. Der Wirkungsgrad der Übertragung von der Welle der Treibmaschine auf die anzutreibende Welle ist daher , bei der dargelegten normalen Arbeitsgeschwindigkeit um die elektrischen und magnetischen Verluste größer, welche bei der älteren Vorrichtung auch noch immer vorhanden bleiben. Da ferner die Zeit der Kraftübertragung auf elektromechanischen! Wege gegenüber derjenigen der Übertragung auf rein mechanischem Wege regelmäßig verhältnismäßig kurz ist, und da weiter bekanntlich alle elektrischen Maschinen auf kurze Zeit erhebliche Überlastungen vertragen, so kann man die beiden elektrischen Maschinen b, q .und c, r erheblich kleiner, nämlich etwa nur halb so groß wählen als bei der älteren Vorrichtung. Infolgedessen werden hier auch die elektrischen Verluste während des Arbeitens dieser beiden Maschinen kleiner als bei der älteren Vorrichtung. Endlich erzielt man hier eine vollkommene Stillsetzung der Planetenräder gegen die Sonnenräder, so daß in dem dargelegten Normalzustände Reibungsverluste innerhalb des Getriebes nicht auftreten..

Die Bremsscheibe 0 kann benutzt w'erden, um kurz vor der Umkehrung der Arbeitsweise der beiden Maschinen c, r und b, q letztere mechanisch abzubremsen und stillzusetzen, so daß elektrische Verluste nicht auftreten können. Ferner kann die Bremsscheibe 0 als Zusatzbremse zu den sonstigen Bremsvorrichtungen verwendet werden, was namentlich von Wichtigkeit ist, wenn die Vorrichtung zum Antrieb von Fahrzeugen benutzt wird.

Die neue Vorrichtung läßt sich ebenso wie die alte auch zum Erzielen noch höherer Gesch windigkeiten sowie zum Umkehren der Drehrichtung der antreibenden Welle benutzen.

Namentlich beim Umkehren der Drehrichtung ist es von Vorteil, den Anker c mit der angetriebenen Welle von dem Planetengetriebe abzuschalten und das Sonnenrad η absolut oder in bezug auf das Getriebe stillzusetzen, was sich durch geeignete Kupplungen und Bremsen unschwer erzielen läßt..

Solange die Energie rein mechanisch übertragen wird, kann man eine oder beide elektrische Maschinen b, q und c, r zum Laden

Claims

einer Sammlerbatterie benutzen, deren Energie sich zu den verschiedensten Zwecken verwenden läßt. In ähnlicher Weise kann dann auch der Rückstrom ausgenutzt werden, wenn bei irgendeiner Anwendung der neuen Vorrichtung die anzutreibende Welle schneller läuft als die der Treibmaschine. Schließlich läßt sich auch eine elektrische Bremsung erhalten ,· indem man eine oder beide elektrische Maschinen auf Widerstand arbeiten läßt.

Ρλτε νϊ-Αν Spruch ε:

ι. Vorrichtung zur elektromechanischen Kraftübertragung von einer Treibmaschine, insbesondere einem Explosionsmotor, auf eine mit veränderlicher Geschwindigkeit anzutreibende Welle, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig voneinander drehbare Sonnenräder eines Planetengetriebes mit je einer besonderen elektrischen Maschine verbunden sind, welche wechselweise als Generator oder als Motor laufen und mechanisch miteinander gekuppelt werden, sobald die treibende und getriebene Welle annähernd gleiche Geschwindig- »5 keit angenommen haben zu dem Zweck, nach Erreichung dieser Geschwindigkeit weiterhin elektrische Verluste zu vermeiden und nur verhältnismäßig kleine elektrische Maschinen verwenden zu brauchen.
2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine, welche bei der Umkehrung ihrer Arbeitsweise zum Stillstand kommt, mittels einer Bremse angehalten werden kann, wodurch elektrische Verluste vermieden werden.
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine zwischen die auf der anzutreibenden Welle sitzende elektrische Maschine und das zugehörige Rad des Planetengetriebes eingeschaltete weitere Kupplung, welche das Abtrennen dieser elektrischen Maschine beim Umkehren der Bewegungsrichtung der anzutreibenden Welle ermöglicht.

Hierzu 1 Mhitt Zeichnungen.