DE422838C - Antriebsvorrichtung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Fahrzeuge, «-elche einerseits einen mechanisch mit den Triebrädern gekuppelten Wärmemotor und anderseits eine Akkuintilatorenbatterie umfaßt. welche bei unzureichendem Drehmoment des Wärmemotors imstande ist, einen ergänzenden Energiebetrag zu liefern.
• Man hat derartige Anordnungen bisher in der Weise ausgeführt, daß die Batterie ihren Strom im. Falle der Überlastung des Fahrzeuges nach eine Dvnaino schickt, welche mechanisch mit der «-elle des Wärmemotors verbunden und derart ausgebildet ist, daß sie die Batterie wieder auflädt. wenn die zum Fahrzeugantrieb erforderliche Energie unter einen bestimmten Wert sinkt.
• Außerdem-.sind Antriebsvorrichtungen für Fahrzeuge bekannt, bei denen die Triebräder von einem Elektromotor angetrieben werden können, der gleichzeitig von einer Batterie und -- einem Generator finit Strom versehen wird, der durch einen Wärmemotor angetrieben wird. Bei diesen Einrichtungen ist der Wärmemotor, wenn der Elektromotor den Antrieb des Fahrzeuges bewirkt. nicht mechanisch mit den Triebrädern gekuppelt, und die ganze vom Wärmemotor gelieferte Energie wird in elektrische Energie uni geformt.
• l:rfinduiigsl;emäl:i werden nun bei einem Fahrzeugantrieb der eingangs gekennzeichneten Art, bei dein ein Wärmemotor dauernd finit den Triebrädern mechanisch verbunden ist _ und eine Batterie in bestimmten Perioden einen zusätzlichen Energiebetrag zti der mechanisch übertragenen Energie des Wärmemotors liefern kann,- auf der Welle des Wärmemotor. einerseits ein Reihenschlußelektromotor und anderseits eine kleine stromerzeugende Dynamo aufgekeilt und diese beiden elektrischen 'Maschinen mit der Batterie im wesentlichen selbsttätig regelbar verbunden.
• Der thermische Motor ist derart berechnet, daß er den Antrieb des Fahrzeuges bei ebener Strecke ttnd schwachen Steigungen ohne Mithilfe der Batterie gewährleistet und gleichzeitig dauernd die notwendige Energie für die Ladedvnanio liefert. Die Ladedvnamo ist so berechnet, daß sie bei dauernder Speisung des Serienmotors mit einer geringen Strommenge genügt, die Batterie aufzuladen, die Strom nach dem Elektromotor schickt, wenn dieser zum Anlassen des thermischen Motors dient oder zum Antrieb des Fahrzeuges z. B. bei Beschleunigungen oder bei starken Steigungen mithilft.
• Es ist ein Hauptvorteil der Erfindung, daß «während dieser Periodea die Hfichstwerte de, Entladestromes und der Geschwindigkeit sich selbsttätig unabhängig von dein Belieben des Fahrer regeln, und zwar einzig nach dem Verlauf der charakteristischen llotorkurveii für Geschwindigkeit und Drehmoment als Funktion der Stromstärke.
• Bekanntlich ändert inan diese charakte-

  ristischen Kurven. indem man einen mehr

  oder iVeni-er -rollen \ebenschluß zur Motor-

  erregung legt, was schon zur Erzielun- großer

  Geschwindigkeiten benutzt worden ist. Er-

  findungsgemäß wird die Anordnung so go-

  trotfen, daß diese \ebenschliefiun g durch deit

  Handgriff gesteuert wird. der den Gaseinlaß

  cles thermischen Motors regelt. Dieser Hand-

  griff kann z. B. beim ( Sffne ii des Gas einlasse:

  den \Tebenschluß zur l:rrequi- legen. wo-

  durch die Geschwindigkeitskurve erhöht und

  gleichzeitig die Drehniotnentskurve gesenkt

  wird. Der Elektromotor wird nach der

  Erfindung so bemessen. daß der Stromver-

  brauch einen durch die Kapazität der Batterie

  bestimmten Wert nicht überschreiten kann.

  '- Die Erfindung sieht ferner die Verwendung

  von Vorrichtungen vor, die den I-adestroin in

  dem Maße verringern. wie der Elektromotor

  mehr und mehr Strom verbraucht. Die Lade-

  dvnanio und der Reihenmotor können erfin-

  dtingsgeinäß zu einer einzigen elektrischen

  Maschine vereinigt werden, welche mit einer

  \ebenschluß- und einer Reihenerregung ver-

  sehen ist und bei der die eine oder die andere

  dieser Wicklun-en nacheinander zur Wirkung

  kommen, je nachdem die 'Maschine als Gene-

  rator oder als 'Motor arbeitet.

  Die Zeichnung zeigt 1ieispielsiveise einige

  Ausführungsformen der Antriebsanordnung

  nach der Erfindung. Abb. I veranschaulicht

  schematisch eine Anlage finit getrennten Ge-

  nerator und gesondertem Reihenmotor.

  Abb. 2 zeigt eine Anordnung der gleichen Art

  wie Abb. i, aber mit einer Regelvorrichtung,

  durch die der Laclectroin in dem 'Maße wie

  der Stxoinverbrauch des Reihe:imotors steigt,

  vermindert wird. Ferner ist in Abb. 2 eine

  Vorrichtung zur Änderung der charakteristi-

  schen Kuryen des Motors vorgesehen. Abb. 3

  zeigt schematisch eine Anordnung, bei der die

  Dynamo und der Reihenmotor zu einer ein-

  zigen elektrischen 'Maschine mit zwei nachein-

  ander zur Wirkung kommenden Erreger-

  wicklungen vereinigt sind.

  Bei den A.bb. 1 und 2 ist die Welle 1 des

  thermischen Motors T mit den nicht darge-

  stellten Triebrädern des Fahrzeuges durch

  eine Kupplung :2 verbunden. die elektromagne-

  tisch ausgebildet sein kann. Die Kupphing

  wird z. B. durch einen Fußhebel ein- und

  aus-erückt, der durch eine Feder 4 in dir Ent-

  kupplungsstellung zttrück`eholt wird. Auf der

  Motorwelle 1 sitzt einerseits eine Dynamo G

  mit K ebenschlußerrr#ung #, die -rttr Ladung

  einer Akkuinulatorenbatterie h dient. und

  anderseits ein Elektromotor 11 mit 12eihen-

  erregung, der dein theriuischen Motor T zu

  Hilfe kommen soll, wenn die aufzubringen (1e

  mechanische Leistung einen bestimmten Wert

  überschreitet.

  Die Dynamo G liegt dauernd in einem

  @trc@inkreis mit der Batterie B, so claß sie

  @licse letztere aufladet, sobald die Spannung

  an ihren Klemmen 7, 8 genügend broß ist.

  Hierfür ist ein selbsttätiger -#,clialter G in be-

  kannter Weise benutzt. Dieser Schalter ent-

  hält einen Kontaktarm 9, der durch eine

  Feder 12 in die Üfnungsstellung und durch

  einen Elektromagneten mit zwei Wicklungen

  10. 11 in die #,cliließuiigsstellun£! gezogen

  wird- Die eine 'Magnetwicklung io liegt

  in Reihe mit der Batterie B und der Dv-

  naino G. während die andere 11 von den Klem-

  men ;7, 8 sie r Dynamo G abgezweigt ist.

  Damit der von der Dynamo G erzeugte

  Ladestrom nicht einen bestimmten Wert Über-

  schreitet, da die Kraftgruppe iiiit - einer

  wesentlich veränderlichen Geschwindigkeit

  läuft, muß für die Dynamo (i ein selbsttätiger

  Laderegler vorgesehen werden. Die Zeich-

  nung zeigt*beispielsweise einen schwingenden

  Regler bekannter Bauart, der einen in Reihe

  mit der Dvnämoerregung liegenden 1Videi#-

  stand 13 enthält, der durch einen Kontakt-

  liebe' 14 kurzgeschlossen werden kann, wenn

  dieser durch die Feder 15 in die Strom-

  schlußstellung gezogen wird. während die Öff-

  nung des Kontakthebels in vier entgegengesetz-

  ten Richtung durch die M-irkung einer an den

  Klemmen ;, 8 der Dynamo ti liegenden Spule

  16 herbeigeführt wird.

  Solange die Spannung nicht einen be-

  stimmten Wert überschreitet. schließt der

  Kontakthebel 1..1 des Regler: r den Wider-

  stand 13 kurz, so daß die Erregung der. py-

  anio G normal ist. Nenn die Spannung des

  Ladestromes ein wenig steigt, wird der Kon-

  taktliebe' 14. von der Spule 16 angezogen und

  dadurch der Widerstand 13 in Reihe mit der

  Erregung 5 geschaltet, so daß das Erregerfeld

  und die DMamospannung sinkt. Der Hebel

  14. kann dann wieder von der Feder 15 in die

  Kontaktschlußstellung übergeführt werden,

  wodurch von neuem der gewöhnliche Wert der

  Erregung herbeigeführt wird. Der Hebel 14

  wird demnach eine Schwingbewegung unter

  der Einwirkung der Feder 1 5 und der Spule

  16 ausführen. so daß sich eine wellenförmige

  Spannung ergibt, die aber praktisch tnit Rück-

  sicht auf die rasche Folge der Schwingungs-

  perioden als konstant angesehen werden kann.

  Der Reihemnotor 11 wird erst in deni

  Augenblick der Kupplung der Motorwelle finit

  den Rädern eingeschaltet. Zu <Miesem Zweck

  ist der Steuerhebel 3 mit einer Kontaktfeder

  1; versehen. die mit einem Kontaktblock 18

  in Berührung kommen kann. Die Schließung

  der Kontaktliebe' 17, i 8 kann etwas vor der

  Wirkung der Ktippltuig -z erfolgen, so daß der

  Motor 11 zum Anlassen des \X-ärmeinotors T

  dient. DerAnlaßstroni wird von clerßatterieB

  cleliefert, welche einen T.acle#ti-oili erhalt.

  bald die Dynamo tj mit grtiiigender Geschwin-

  digkeit angetrieben wird.

  Wenn das von der'Lotorwrll(# zu iillerwiri-

  dende Widerstandsnionrent den E-lüc@alvert

  der Leisttni`- des 1\-ärnictnotoi-s übersteigt.

  z. B: bei positiven Beschleunigungen des Fahr-

  zeugs oller heim Anfahren einer besonders

  starken Steigring, nimmt die Geschwindigkeit

  der Kraftgruppe ah, und infolgedessen steigt

  der den -Motor _11 durchlaufen(Ic Strom, his

  dieser 'Motor das erforderliche zusätzliche

  Drehnioinent liefert. Wenn anderseits das zu

  überwindende Widerstandsmoment geringer

  wird, verinhidert sich die 'litlvirkting des

  Elektromotor. J1 selbsttätig' der von der Bat-

  terie gelieferte Strom sinkt ebenfalls, die Ge-

  schwindigkeit der Kraftgruppe niinnit zti, und

  der Strom im Elektromotor 3.1 senkt sich

  nach dem Nullwert-

  Bei der Anordnung nach Abb. 2 ist, UM eil-:'

  unmittelbare Ausnutzung der ganzen mecha-

  nischen Energie de: Wärmemotors zti eriiiiig-

  liclien, außer den in Abh. r vorhandenen'-or-

  richtungen noch eine Vorrichtung vorgesehen.

  die den Ladestrom (leg Dynamo zu vermindern

  Gestattet, wenn der Elektromotor -11 eine

  mechanische Arbeit leistet. Zu diesem Zivecc

  kann man beim Kegler . eine zusätzliche

  Wicklung 2o anordnen. die mit der MTickiun`

  rti zusammenarbeitet und in (lein Stromkreis

  des Elektromotors 11 liegt.

  Ferner ist hei Abb. 2 derteucrhebel 3 als

  Handgriff ausgeführt. der gleichzeitig den

  Gang des Wärmemotors T regelt, so daß ein

  Durchgehen des Wärmemotors bei der Ent-

  ktipplunh -verhindert ist. Der Wärmemotor

  ist z. B. als Explosionsmotor angenommen,

  dessen Ansaugleitung 2; mit einem Abschluß-

  organ 28 versehen ist, (las von dem Hand-

  griff 3 gesteuert wird.

  _ Bei der Anordnun; näch A11. 2 nehmen die

  einzelnen Teile die der Entkupplung ent-

  sprechende Stellung ein. Der Gaseinlali ist

  mir teilweise abgesperrt. so daß der @@-ärnie-

  motor weiterlaufen kann und dabei die für

  die Batterieladung erforderliche Energie

  liefert. -Natürlich nimmt der Kontaktliebe- c)

  des Schalter: C während (Mieser Ladung eine

  von der Stellung der A111. = verschiedene Lage

  ein.

  Der Handritt 3 `e.ta ttpt mittels eine, rillt

  ihm verbundenen Kontaktarmes 18. der übe-

  die Kontakte 17, his 1;7, - hinwegbewegt

  werden kann, die Windungen der Hrreger-

  ,c-icklu_rig 6 des Elektromotor. JI nachein-

  ander ein- und auszu: chalten. Wetin der

  Wärnieniotor finit Vollgas arbeitet, ist die

  Zahl der eingeschalteten l-.rregerlvicl<lun#,rn

  auf (las 'lin(le.tnialä gebracht, .n claß der

  Elektromotor »iit einer hohen Gu#cliwintlig-

  keit:charakteriail; arlleitet. Es wird auf

  slic: Weise inüglich, lici der Verlangsamung

  (leg --hahrgCschwinfli@-l«it einen iillerinäßigcn

  Sti-oni\-erl)r@iticli zu verhindern. (la die Erre-

  gting hei (leg \ erlan@#ainung sell).ttätig er-

  hiilit wird. Der Haridgritt -steuert außerdem

  die magrnetisch(# Kupplung 2, indem er rnit

  einem 1veitcren l#iotital:tarlil .22 verbunden ist.

  der tnit de11 Kontalascgtnen: 2; in Berührung

  gebracht werdcii kann, wodurch der _':;trom-

  kreis (fier 'Eagnetwrcl:lung 24 geschlossen

  wird. die an die @cliicifrillge 25. 26 atige-

  schlo::en ist.

  Das Gasregelorgan des Wärmernötors kann

  derart angeordnet Nverden. daß es entweder

  von (leite -#teticrliellel ,; oder einem unabhängi-

  gen Handgriff verstclit werden kann. je nach-

  dem nian auf da: eine oder andere dieser

  beiden Organe einwirkt. -[an kann auch zwei

  Gasregeiorgane vorsehen. von denen jede.

  von einem der beiden Steuerhebel beeinflußt

  wird und di(# tinailhängig voneinander

  arbeiten.

  Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist auf der

  vom Ä@-ärmeniotoi- T angetriebenen Welle i

  eine elektrische 'Maschine t7-11 aufgekeilt,

  welche abwechselnd als Generator mit \ eben-

  "lililiierregtlli<- ; und als 'Motor mit Serien-

  er re;`un- 6 ar 11ci@en katiri. Wenn die Maschine

  (; -11 als Generator läuft, ist die Reilienerreger-

  wicklung 6 (furch den Kontakthebel 9 des

  Schalters C gc:clilos:en. der an den Kontakt

  19 angezogen wirrt. Bei der Anordnung nach

  Ahb. 3 ist dieser Kurzschluß nicht vollständig,

  (la die Wicklung io de: Schalters C in dein

  Kurzscliltiliwe;r liegt. Aber die @# icklun to

  besteht aus ilickein Draht und enthält nur#eine

  kleine= Zahl von Windungen. Man kann natür-

  lich auch die Kontakte i8 und :9 unmittelbar

  schließen. indem man die @@-icklung io aus-

  schaltet.

  Gelli:ili Abb.3 befinden .ich die einzelnen

  Teile in der der Ruhestellung der Anordnung

  entsprechenden Lage. Wenn , 1:e Kontakte i ;

  und 18 (furch den l-lli:"liel)c i ge#cliloacn

  werden, wird die Maschine G-1i finit (1('r

  ?@cihpncrregcri@-iclaung b in den @tromkrci#

  der Batterie B -geschaltet. (la der Kontakt-

  hubel c) lies Schalters C von der Feder 12 in der

  Ciffnung#aellung gehaltert tvir@i. Der Reihen-

  niotor GJI. 6 kann daher zuni Anlassen de.,

  Wärineniotor< T dienen. Durch weitere.

  Drücken auf den Hebel ; wird die Kupplung 2

  eingeschaltet, welche Clip Motorwelle r niit den

  Tridlrädern verbindet, wobei der Reihen-

  niotor- (lauernd inechani#che Energie liefert

  und dadurch den @Zirmemotor hei der An-

  fahrheschletinigung dt#: E=n lu-zeugrr: unter-

  stütz-.

  `(@lctilg(# der Rcilionniotor ari)vitet, wird die

  an (leer 1@1(#ulmpn ;, < <leg 1)Vilanio (:-1I -i('-

  berede Schalterwicklung r i von einem Stroni durchflossen, der nur Von der Spanntuigsdif"ferenz an den Klemmen der Batterie B abhängt. Wenn der Antrieb des Fahrzeuges die Beihilfe des Reihenmotors nicht mehr nötig macht, nimmt die Geschwindigkeit der Kraftgruppe zu, die Dvilamo UM erzeugt als Generator eine Spannung Tiber der Batteriespannung, der Strom in der Wicklung i i wird größer und bewirkt das \ ieder-ehen des Kontakthebels 9 auf den Kontakt i9. Der Ladestrom kann nun nach der Batterie fließen, und die Reihenerregerwicklung 6 der Dynamo G.11 ist kurzgeschlossen.
• \Venn man die Kontakte 18 und i9 in der angegebenen Weise unmittelbar Verbindet, geht der vom Reihenmotor Verbrauchte Entladestrom der Battrie B durch die Wicklung io und hebt dabei die Wirkung des die Wicklung i i durchfließenden Stromes auf, so (Maß in dieseln Augenblick (las Verschiebungsbestreben des Kontakiliebels 9 verringert wird. Wenn die Unterstützungswirkung des Ele!ctromotors aufhört, nimmt der Strom in der Wicklung io ab, so claß die Spule i i, deren Strom wächst, die Verstellung de. Kontakthebels 9 bewirken kann und so den Weg für den Ladestrom nach der Batterie herstellt. Der Ladestrom durchfließt die Wicklung io in entgegengesetzter Richtung wie der Entladestrom, und die Wicklung io verstärkt daher die Wirkung der Spule i i während der Ladung. Der Kontakthebel 9 kann natürlich die Erregerwicklung 6, statt sie kurz zu schließen, auch mehr oder weniger durch einen Nebenschluß außer Wirkung setzen.
• Die Erregerwicklung 6 kann auch bei dein einen oder anderen der dargestellten Ausführungsbeispiele, wie bereis erwähnt, in Abhängigkeit Von der Stellung des Steuerhebels für den Gaseinlaß des Wärrnernotors zum größeren oder geringcreil Teil in \ebenschluß gelegt werden, wobei der \ ebenschluß seinen Höchstwert bei vollständiger Öffnung des Gaseinlasses hat.
• Die Anordnung nach der .Erfindung kann nötigenfalls durch eine Regelvorrichtung ver-Vollständigt Nverden, die den Gang desWärmemotors einerseits in Abhängigkeit von dem Grad der Batterieladung und anderseits voll der Richtung des Stromes an den Batterieklemmen derart steuert, daß der von der Dynamo gelieferte Ladestrom bei entladener Batterie seinen Höchstwert und hei rollstä ndi@-geladener Batterie seinen Mindestwert hat und der @Värincinotor :eine Höchstleistung abgibt, ;,obald eine l@ntla(Iung der Batterie >tattfiticlet. Vorrichtun-en dieser Art sind bekamit und enthalten in der Hauptsache zwei \1iclaun@en, die tauf einen mit clean Gaseinlaß-Ventil des 1!-iirlllelllotors Verbundenen Eisx:nkerii einwirken und von der S-troilistärke bzw. der Spannung der Batterie abhängig sind. Bekannt ist es auch, die eilte elieser Wickluligen gegenüber der anderen für bestimmteVerhältnisse beweglich auszubilden, um die Wirl:uli.-sweise der Vorrichtung zu Verbessern.

Claims (3)

1. PATEN T-AN SPRt# CFIE: i. Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei welcher rille Verbrennungskraftinaschine zurre Antrieb der Treibräder und einer Dynamomaschine dient und letztere sowie ein zum Fahrzeugantrieb bestimmter Elektromotor mit einer Batterie verbunden wercleh kann, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mit den Treibrädern in Verbindung stehenden Welle der Verbrennungskraftmaschine eitle Dynamomaschine Von geringer Leistung und ein Reillenschlußelektromotor angeordnet und zwischen (fiesen elektrischen Maschinen tipd cler Batterie ini wesentlichen selbsttätig regelbare Verbindungen Vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamomaschine (G) und der Reilienschlußmotor (3l) zu einer einzigen 'Maschine (G 3I) vereinigt sind, bei der die Nebenschlußwicklung (5) mit einer ' orriclittlllg 15, 16) zur Begrenzung des Ladestrome: zusammenarbeitet und die Reihenschlußwicklung (6) durch einen selbsttätigen Schalter (C) mehr oder weniger kurzgeschlossen wird, wenn dieser die Dynamomascbille (G Il) an die Batterie (B) zur Herstellung des Ladestroinweges anschließt (Abb. 3).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1l) gleichzeitig mit oder etwas vor der Kupplung und Entkupplung der Motorwelle (i) und der Triebräder ein-bzw. ausgeschaltet wird (Abb. i). .. Vorrichtung nach einem der Ansln-üclie i bis 3, dadurch gekennzeichnet. claß der Speisestrom (los Elektromotors (AI) auf eitle Vorrichtung (r, 2o) einwirkt, welche die Stromlieferung der Dynamo #G) vermindert, wenn der Elektroinotor 01) zum Antrieb beiträgt (Abli.21.