DE289600C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Es ist bereits bekannt, zwischen einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, die sowohl als Stromerzeuger, wenn von dem A^erbrennungsmotor angetrieben, wie auch als Elektromotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors wirken kann, ein Zahnradgetriebe derart einzuschalten, daß, sobald die elektrische Maschine zum Anlassen des Verbrennungsmotors dient, der letztere mit verminderter Geschwindigkeit angetrieben wird. Sodann ist es auch allgemein bekannt, die Kupplung zweier Wellen durch Fliehkraftregler zu bewirken, bei denen je nach der Geschwindigkeit der einen oder anderen Welle der Eingriff zwischen den einzelnen Kupplungsteilen mehr oder weniger fest wird. Die Erfindung betrifft eine aus einem Zahnrad- und Reibungsgetriebe bestehende Vorrichtung zum Kuppeln der Welle einer abwechselnd als Stromerzeuger und Motor dienenden elektrischen Maschine mit der Welle eines die elektrische Maschine antreibenden oder durch die elektrische Maschine anzulassenden Verbrennungsmotors, bei welcher die zum Kuppeln beider Wellen dienenden Reibscheiben entsprechend der Geschwindigkeit der Welle des A^erbrennungsmotors durch die Einwirkung von Fliehkörpern mehr oder weniger gegeneinandergepreßt werden, und zwar besteht die Erfindung darin, daß ein auf der Ankerwelle der elektrischen Maschine vorgesehenes Zahnrad mit Planetenrädern in Eingriff steht, die ihrerseits in einen nach der einen Richtung frei drehbaren, nach der anderen Richtung gegen Drehung gesicherten Zahnkranz eingreifen, und welche an einem auf der Verbrennungskraftmaschinenwelle befestigten Halter gelagert sind, welcher die auf die zwischen den beiden Wellen angeordneten Reibscheiben'einwirkenden Fliehkörper trägt. Durch, diese besondere Vereinigung der Getriebeteile ist eine Vorrichtung geschaffen, deren Wirkungsweise besonders günstig ist, indem, den jeweiligen Erfordernissen entsprechend, die Kraftübertragung entweder durch das Zahnradgetriebe oder -durch das Reibungsgetriebe bewirkt wird und diese Übertragung durch das Reibungs- oder das Zahnradgetriebe selbsttätig wechselt.

Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι eine seitliche Ansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Getriebe und das Getriebegehäuse, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt, in welchem

der Halter der Planetenräder um einen Winkel von 90⁰ gegen die in Fig. 2 gezeigte Lage verdreht ist,

Fig. 4 eine Ansicht der einzelnen Teile der Kupplungseinrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 2,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 2,

Fig. 7 einen teilweisen Schnitt und eine teilweise seitliche Ansicht des Halters der Planetenräder,

Fig. 8 eine Ansicht des letzteren, von. innen gesehen;

Fig. 9 ist eine Ansicht eines der durch ihre Fliehkraft auf die Kupplungseinrichtung einwirkenden Fliehkörper.

Das Getriebegehäuse besteht aus den Teilen 10 und 22, die mit seitlich sich erstreckenden Flanschen 11 bzw. 23 versehen sind, mittels welcher es an einem Motorwagen befestigt wird.' Der Gehäuseteil 10 hat an seinem vorderen Ende 12 (s. Fig. 1) einen nach außen gerichteten hohlen Ansatz 13, in welchem ein Kugellager 14 angeordnet ist. Die Welle 15 steht durch Zahnräder o. dgl. mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in Verbindung. In fester Verbindung — und zwar zweckmäßig aus einem Stück — mit der'Welle 15 ist der runde Hohlkranz 16. der einer entsprechend geformten Ausnehmung 17 am einen Ende eines drehbar.en Halters 18 für die Planetenräder angepaßt ist. , Der Hohlkranz 16

■■'■' hat einen nach außen sich erstreckenden Ringflansch 19, der durch Schraubengewinde mit der inneren Wand der Ausnehmung 17 in Eingriff steht. Eine Verdrehung des Hohlkranzes 16 gegen den Halter 18 der Planetenräder < wird durch die Zapfen 20 verhindert, die in

40. den Bohrungen 21 des Ringflansches 19 bzw. des Halters 18 gelagert sind. Auf diese Weise sind der Hohlkranz 16 und die Welle 15 fest mit dem Halter für die Planetenräder ver-

^λ: einigt.

■ In eine von der Wand 23' des Gehäuseteiles 22 gebildete Ausbuchtung 24 ist ein Kugellager 25 eingesetzt, in dem sich die Nabe 25« des Halters der Planetenräder dreht, durch welche die Welle 26 frei hindurchgeht. Diese Welle ist unmittelbar mit dem Läufer 27 einer elektrischen Maschine, die als Motor und Stromerzeuger dienen kann, gekuppelt. Diese Maschine ist innerhalb des Gehäuses 28 gela-

ϊ - gert, das an den Gehäuseteil 22 angrenzt. Die Läuferwelle 26 ist an ihrem freien Ende mit Zähnen 29 oder mit einem Stirnrad versehen. Der Hohlkranz 16 bildet einen Teil einer Reibungskupplung und dient zur Aufnahme einer

■·--■ Anzahl von Reibscheiben 30 und 31. Die Reibscheiben haben die Form von Ringscheiben, von denen die einen, 30, Außenverzahnung 35 und die anderen, 31, Innenverzahnung 33 tragen und die auf die entsprechend gestalteten Teile, nämlich die Läuferwelle 26 bzw. den Hohlkranz 16 aufgeschoben sind. Hiernach sind die Scheiben 30 mit dem Kranz 16 drehbar, jedoch in Nuten 37 zu demselben verschiebbar angeordnet, während die Scheiben 31 mit ihren Abzäunungen 32 mit der Läuferwelle 26 drehbar und gleichzeitig auf ihr längsverschiebbar sind.

Um zu gegebener Zeit den Reibungseingriff zwischen den Scheiben 30 und 31 zu verstärken, sind unter dem Einfluß von Fliehkörpern stehende Bolzen 38 vorgesehen, die mit ihren einen Enden gegen die Reibscheiben drücken. Die anderen Enden der Bolzen 38 stehen mit Führungsteilen 39 der die Fliehkörper bildenden Gewichte 40 in Verbindung, die, unter Fliehkraftwirkung stehend, auf Zapfen 42 in Ausnehmungen 41 des Halters 18 für die Planetenräder drehbar gelagert sind. AVenn die Drehgeschwindigkeit des Halters. für die Planetenräder erhöht wird, schlagen die Gewichte 40 infolge der Fliehkraft nach außen oder gegen die elektrische Maschine 27 zu aus, wobei die Bolzen 38 die Reibscheiben 30 und 31 in festeren reibenden Eingriff miteinander bringen, so daß die Wellen 15 und 26 fest aneinandergekuppelt werden. ■

Zwischen den Ausnehmungen 41 sind diametral zueinander die Aussparungen 43 angeordnet. Innerhalb der letzteren sind auf den Zapfen 20 die Planetenräder 44 drehbar gelagert. Diese gehen nach außen über den äußeren Umfang des drehbaren Halters 18 für die Planetenräder hinaus. Wie aus. Fig. 6 zu ersehen ist, stehen die Planetenräder 44 mit der Verzahnung 29 der Läuferwelle 26 in Eingriff. In dem Gehäuseteil 10 ist ein den Haiter 18 umgebendes ringförmiges Gehäuse 45 angeordnet, das· an seinem vorderen Ende einen nach der Mitte hin sich erstreckenden ringförmigen Flansch 46 besitzt. In einem gewissen Abstand vom Flansch 46 aus nach innen zu bildet das Gehäuse 45 einen Ring 47. Zwischen diesem und dem Flansch 46 sind nach innen greifende Sperrklinken 48 vorgesehen (s. Fig. 5), die sich um Zapfen 49 drehen, die von dem Flansch 46 und dem Ring 47 getragen werden. Die Sperrklinken 48 werden durch die Federn 50 nach innen gedrückt.

Die Sperrklinken 48 greifen in ein Sperrad 51 ein, das mittels Gewinde 53 auf einen von der Wandung 12 des Gehäuses 10 sich nach innen erstreckenden ringförmigen Flansch 52 fest aufgeschraubt und gegen Drehung gehalten ist. Das Sperrad 51 kann auch in irgendeiner anderen Weise auf dem Gehäuse 10 befestigt sein, und an Stelle von Sperrad und

Sperrklinken zur Verhinderung einer Drehung des Gehäuses 45 in einer Richtung können auch andere Mittel, wie beispielsweise eine Kugelkupplung bekannter Art, in Anwendung kommen. Das Gehäuse 45 ist mit einem Inneiizahnkranz 54 versehen. Nach einer Richtung hin kann das Gehäuse 45 frei umlaufen, während es in der entgegengesetzten Richtung durch die Sperrklinken 48 und das Sperrad 51 gesperrt wird. Die Planetenräder 44 stehen ständig mit dem Zahnkranz 54 (Fig. 6) in Eingriff.

Die Läuferwelle 26' und die Welle 15 werden immer in Richtung des Uhrzeigers in Dre-' hung versetzt, wie die Pfeile andeuten. Die Welle 15 wird entweder unmittelbar mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekuppelt oder derart durch Zahnräder mit der letzteren verbunden, daß die Kurbelwelle ebenfalls im Sinne des Uhrzeigers durch die Welle 15 in Drehung versetzt wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wenn die elektrische Maschine als Elektromotor arbeiten und zum Anlassen des Verbrennungsmotors dienen soll, wird Strom aus dem vorher durch die Maschine selbst geladenen Akkumulator in die elektrische Maschine eingeführt und somit die Läuferwelle 26 in Drehung versetzt, und zwar im Sinne des Uhrzeigers. Die Läuferwelle bewirkt nun mittels der Verzahnung'29 eine Drehung der Planetenräder um ihre Achsen, und zwar derart, daß diese bestrebt sind, das Gehäuse 45 in der dem Uhrzeigersinne entgegengesetzten Richtung, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 5 angedeutet ist, zu drehen. Die Drehung des Gehäuses 45 in dieser Richtung wird jedoch durch die Sperrklinken 48 und das Sperrad 51· verhütet, so daß die Planetenräder über die Innenverzahnung des Kranzes 54 wandern. Hierbei wird der Halter 18 von den Planetenrädern in dem Drehsinne der Läuferwelle 26. und zwar mit verminderter Geschwindigkeit, mitgenommen, da das Zahnrad 29 der Läuferwelle viel kleiner als der innere Zahnkranz 54 ist. Dementsprechend wird sich die durch, die Bolzen 20 in starrer Verbindung mit dem Halter 18 stehende Welle 15 mit verminderter Geschwindigkeit drehen. Diese Drehung wird auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors übertragen . und letzterer langsam angelassen. Beim Anlassen des Verbrennungsmotors findet demnach die Kraftübertragung selbsttätig durch das Zahnradgetriebe (Planetenradgetriebe) statt, wobei die Läuferwelle 26 sich schneller als die Welle 15 dreht und die Scheiben 30 und 31 aneinander vorbeigleiten.

Wenn der Verbrennungsmotor läuft, treibt er die elektrische Maschine pn, die dann als Stromerzeuger wirkt und die Akkumulatorbatterie lädt. Der in ihr sich ansammelnde Vorrat an elektrischer Energie dient dazu, die elektrische Maschine, wenn diese als Elektromotor wirkt, zu speisen. Die von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ausgehende Drehung wird durch die Welle 15 auf den Halter 18 für die Planetenräder 44 und durch die Planetenräder, die sich dann nicht um ihre Achse drehen, auf das Gehäuse 45 übertragen. Dieses kann sich frei im Sinne des Uhrzeigers drehen, wobei die Sperrklinken 48 über die Zähne des Sperrades 51 gleiten. Bei Zunahme der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors bewegen sich die Sperrklinken 48 durch die Fliehkraft nach außen und stehen dann nicht mehr im Eingriff mit den Zähnen des Sperrrades 51; dadurch wird ein Geräusch, das sonst durch das Einschnappen und Gleiten der Sperrklinken entstehen würde, vermieden. Es tritt jetzt die aus den Reibscheiben 30 und 31 bestehende Kupplungseinrichtung zur unmittelbaren Kupplung der Welle 15 mit der Läuferwelle 26 in Wirkung, da nämlich bei steigender Umdrehungszahl der Welle des Verbrennungsmotors die Reibung 'zwischen den Scheiben 30, 31 so stark wird, daß dadurch die Läuferwelle 26 mitgenommen wird. Wenn aber die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors zunimmt, tritt mit Zunahme der Drehgeschwindigkeit der.Welle 15 eine Zunahme des elektrischen Widerstandes des Stromerzeugers ein. Die Beanspruchung der Reibungskupplung wird demnach höher, und es muß dafür gesorgt w.erden, daß der Reibungseingriff zwischen den Scheiben möglichst stark wird.

Dies wird durch die Fliehkörper 40 erreicht, die, wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors zunimmt, durch die Fliehkraft nach außen bewegt werden und gleichzeitig die Bolzen 38 nach innen schieben, wobei letztere auf die Scheiben 30, 31 derart drücken, daß zwischen ihnen kein Gleiten mehr stattfinden kann. Die Läuferwelle 26 dreht sich dann mit derselben Geschwindigkeit wie die Welle 15, solange der Verbrennungsmotor mit der letzten Geschwindigkeit läuft.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Aus einem Zahnrad- und Reibungsgetriebe bestehende Vorrichtung zum Kuppeln der Welle einer abwechselnd als Stromerzeuger und Motor dienenden elektrischen Maschine mit der Welle eines die elektrische Maschine antreibenden oder durch die elektrische Maschine anzulassenden Verbrennungsmotors, bei welcher die zum Kuppeln beider Wellen dienenden Reibscheiben entsprechend der Geschwindigkeit der Welle des Verbrennungsmotors

   durch die Einwirkung von Fliehkörpern mehr oder weniger gegeneinandergepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Ankerwelle (26) befindliches Zahnrad (29) mit Planetenrädern (44) in Eingriff steht, die ihrerseits in einen nach der einen Richtung hin frei drehbaren, nach der anderen Richtung hin gegen Drehung gesicherten Zahnkranz (54) eingreifen, und welche an einem auf der Verbrennungsmotorwelle (15) befestigten Halter (18) gelagert sind, \velcher die auf die Reibscheiben (30, 31) einwirkenden Fliehkörper (40) trägt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.