Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Regulierung einer Last-Drehzahl Die Technik kennt bereits zahlreiche Ausführun gen von elektrisch gesteuerten stufenlosen Antrieben, deren Abtriebsdrehzahl eine Funktion eines elek trischen Steuersignals ist.
Die meisten dieser elek trisch gesteuerten Getriebe üblicher Bauart reagieren im allgemeinen jedoch ziemlich träge, da die an zutreibenden Lasten meistens nur zeitlich relativ langsamen Veränderungen der Drehzahl folgen müs- sen. Bei solchen stufenlosen Antrieben spielt daher das Verhältnis zwischen dem Trägheitsmoment der umlaufenden Teile und dem angreifenden Dreh moment eine untergeordnete Rolle.
Für sehr rasch zu erfolgende Drehzahländerungen, wie sie bei be stimmten Anwendungen von automatischen Regu liervorrichtungen erforderlich sind, eignen sich die oben beschriebenen, elektrisch gesteuerten Getriebe nicht, da das vorhandene Drehmoment .im Verhältnis zu der zu überwindenden Massenträgheit meistens zu tiefe maximal mögliche Regulierfrequenzen er laubt.
Bekannt sind auch Antriebe in Verbindung mit mechanischen stufenlosen Getrieben, welche sich in bezug auf die Trägheit gegenüber Drehzahländerun gen günstiger verhalten. Bei diesen mechanischen stufenlosen Getrieben erfolgt die Einstellung des Verhältnisses zwischen der Antriebsdrehzahl und der Abtriebsdrehzahl durch eine mechanische Stehgrösse. In den Fällen, in welchen die Abtriebsdrehzahl eine Funktion eines elektrischen Steuersignals sein soll, bedingt dies, dass ausser dem Reguliergetriebe eine Vorrichtung zur Umformung dieses elektrischen Steuersignals in die entsprechende mechanische Stell grösse vorhanden ist.
Diese die Abtriebsdrehzahl be einflussende mechanische Stehgrösse muss somit den Änderungen des elektrischen Steuersignals möglichst trägheitslos folgen. Solche Anordnungen werden da her relativ umfangreich.
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nach teile und betrifft ein Verfahren zur stufenlosen elek trischen Regulierung der Drehzahl von mechanischen Lasten, bei welchem mindestens ein erstes Umlauf getriebe mit einer im wesentlichen konstanten Dreh zahl angetrieben wird, wobei ein erster Abtrieb dieses Umlaufgetriebes mit der mit einer regelbaren Drehzahl anzutreibenden Last mechanisch gekuppelt ist, bei welchem ferner mindestens zwei elektrisch steuerbare Bremsen benutzt werden, die mit je einem von zwei Abtrieben eines zweiten Umlauf getriebes, welches mit einer im wesentlichen kon stanten Drehzahl angetrieben wird, gekuppelt sind,
wobei der erste Abtrieb des zweiten Umlauf getriebes über Teile der Umlaufgetriebe oder über ein Zwischengetriebe auf einen zweiten Abtrieb des ersten Umlaufgetriebes einwirkt, bei welchem ferner für die Einstellung des einen möglichen Extrem wertes der regelbaren Drehzahl der Last die erste elektrisch steuerbare Bremse entsprechend erregt und damit der zweite Abtrieb des zweiten Umlaufgetrie bes in gewünschter Weise abgebremst wird und für die Einstellung des anderen möglichen Extremwertes der regelbaren Drehzahl die zweite .elektrisch steuerbare Bremse entsprechend erregt und damit der erste Abtrieb des zweiten Umlaufgetriebes in ge wünschter
Weise abgebremst wird, wobei ein elek trisches Steuersignal, welches den Sollwert der Tegel baren Drehzahl darstellt, sowie eine in einem Tacho generator gewonnene Spannung, welche ein zweites Steuersignal in Form des Istwertes der regelbaren Drehzahl darstellt, einem Fehlerverstärker zugeführt werden, in welchem die beiden erwähnten elektrischen Signale miteinander verglichen werden, wobei deren Differenz ein Fehlersignal darstellt, welches im Feh lerverstärker verstärkt und den elektrisch steuerbaren Bremsen als Spannungen zugeführt wird,
womit er- reicht wird, dass die regelbare Drehzahl der Last stets annähernd den gewünschten Wert aufweist.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und umfasst ein erstes Umlaufgetriebe, welches mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl angetrieben wird und einen mit einer Last gekuppelten regulierten ersten Ab trieb und einen zweiten ebenfalls regulierten Abtrieb aufweist, ferner ein zweites Umlaufgetriebe, welches mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl an getrieben wird und dessen erster Abtrieb mit einer elektrisch steuerbaren Bremse und dessen zweiter Abtrieb mit einer weiteren elektrisch steuerbaren Bremse mechanisch verbunden sind,
sowie ein Zwi schengetriebe zur Umsetzung der variablen Dreh zahl des ersten Abtriebes des zweiten Umlaufgetrie bes in die Drehzahl des zweiten Abtriebes des ersten Umlaufgetriebes, ferner einen elektrischen Fehlerverstärker zur Steuerung der Bremsen nach Massgabe eines elektrischen Sollwert-Steuersignals, sowie einen Tachogenerator- zur Bildung einer dem Istwert der regelbaren Drehzahl proportionalen elek trischen Grösse.
Anhand von Zeichnungen wird im folgenden die Erfindung beispielsweise erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemässes Regu liergetriebe, Fig. 2 und 3 die Kennlinien zweier beispielsweiser Fehlerverstärker, Fig. 4 eine Variante des Reguliergetriebes gemäss Fig. 1, Fig. 5 eine weitere Variante des Reguliergetrie bes gemäss Fig. 1, Fig. 6 eine dritte Variante des Reguliergetriebes gemäss Fig. 1, Fig. 7 eine mögliche konstruktive Ausführung des Reguliergetriebes gemäss Fig. 4,
Fig. 8 eine weitere konstruktive Ausführung des Reguliergetriebes gemäss Fig. 6, Fig. 9 Schnittzeichnung durch eine beispielsweise Magnetpulverbremse.
Das erfindungsgemässe Reguliergetriebe gemäss Fig. 1 lässt sich funktions- und aufbaumässig in drei einzelne Getriebe unterteilen, nämlich in ein erstes Umlaufgetriebe 3, ein zweites Umlaufgetriebe 4 und in ein Zwischengetriebe 12.
Die Antriebsdrehzahl des ersten Umlaufgetriebes 3, n1, sowie die des zwei ten Umlaufgetriebes 4, n,', sind an sich frei wählbar und die Drehzahlen der Abtriebe dieser Umlauf getriebe n2, n3, n7, n9 können ebenfalls den kon struktiven Erfordernissen entsprechend gewählt wer den. Zusammen mit dem Zwischengetriebe 12, des sen Dimensionierung die Eigenschaften des erfin dungsgemässen Reguliergetriebes weitgehend beein flusst, kann das Reguliergetriebe allen Bedürfnissen bezüglich des Regulierbereiches der Last 24 und der Reguliereigenschaften angepasst werden.
In Fig. 1 wird das Stegrad 14 eines ersten Um laufgetriebes, beispielsweise eines Planetengetriebes 3, von einem Antriebsorgan 1 über ein Zahnrad 2 mit der im wesentlichen konstanten Drehzahl n1 an getrieben. Das Stegrad 14 trägt ein abgestuftes Pla netenrad 16, in welches die beiden Sonnenräder 17 und 18 eingreifen. Das erste Sonnenrad 17 treibt über den ersten Abtrieb 25 des ersten Umlaufgetrie bes 3 die Last 24 mit der regelbaren Drehzahl n2 an, welche Drehzahl n, um einen Betrag +/-4n2 um deren mittleren Wert verändert werden kann.
Das zweite Sonnenrad 18 ist über einen zweiten Abtrieb 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 mit dem Zahnrad 28 eines Zwischengetriebes 12 in Verbindung und wird von diesem mit einer veränderlichen Drehzahl n3 angetrieben.
Die regelbare Drehzahl n. des ersten Sonnenrades 17 resp. des ersten Abtriebes 25 kann bei konstan ter Drehzahl n1 des Stegrades 14 durch Veränderung der Drehzahl n3 des zweiten Abtriebes 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 resp. des Sonnenrades 18 be einflusst werden. Diese Drehzahl n 3 des zweiten Abtriebes 26 ist gegeben durch das übersetzungs- verhältnis ü1, des Zwischengetriebes 12, mit welchem die Drehzahl n9 des ersten Abtriebes 9 eines zweiten Umlaufgetriebes, beispielsweise des Planetengetrie bes 4, in die Drehzahl n3 umgesetzt wird.
Das zweite Umlaufgetriebe 4 besteht aus dem Stegrad 13, dem abgestuften Planetenrad 5 und den beiden Sonnenrädern 6 und B. Der Antrieb des zweiten Umlaufgetriebes 4 erfolgt in der Fig. 1 von dem Antriebsorgan 1 über Zahnrad 2, Stegrad 14 des ersten Umlaufgetriebes 3 und über das Vor gelege 15 mit der sm wesentlichen konstanten Dreh zahl n1'. Es ist aber auch möglich, das zweite Um laufgetriebe 4 mit einem vom Antriebsorgan 1 un abhängigen eigenen Antrieb analog dem Antrieb 1, 2 zu versehen.
Mit dem Sonnenrad 6 steht über den zweiten Abtrieb 7 des Getriebes 4 die elektrisch steuerbare Bremse 10 in Verbindung, während eine weitere elektrisch steuerbare Bremse 11 über einen ersten Abtrieb 9 des Getriebes 4 mit dem Sonnenrad 8 verbunden ist. Der erste Abtrieb 9 trägt ausserdem das zum Zwischengetriebe 12 gehörende Zahnrad 27. Wird beispielsweise die elektrisch steuerbare Bremse 10 hinreichend durch die Steuerspannung U3 über die Leitungen 32 erregt, so wird der zweite Abtrieb 7 des zweiten Umlaufgetriebes 4 vollständig abgebremst, womit der erste Abtrieb 9 seine höchste, durch die Antriebsdrehzahl ni sowie durch die Zähnezahlen der Sonnenräder 6 und 8 sowie des umlaufenden Planetenrades 5 gegebene Drehzahl erreicht.
Wird anderseits die elektrisch steuerbare Bremse 11 hinreichend durch die Steuerspannung U3" über die Leitungen 31 erregt, so wird der erste Abtrieb 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 voll ständig abgebremst. Somit kann die Drehzahl n9 des ersten Abtriebes 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 durch Beeinflussung der elektrisch steuerbaren Bremsen 10 und 11 stufenlos vom höchsten mög lichen Wert bis zum Stillstand verändert werden.
Die vom Wert 0 bis zum Höchstwert n9",ax ver änderliche Drehzahl n9 des ersten Abtriebes 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 wird im Zwischengetriebe 12 auf die gewünschte Drehzahl n3, welche somit zwischen dem Wert 0 und dem Höchstwert n.m.. regelbar ist, übersetzt bzw. untersetzt. Beträgt diese Drehzahl n"", beispielsweise 1/5 des Mittelwertes von n2, so kann damit die Drehzahl n2 des ersten Abtriebes 25 des ersten Umlaufgetriebes 3 um etwa 1/l0 ihres mittleren Wertes verändert werden.
Die Dimensionierung des Reguliergetriebes resp. die Aufteilung der möglichen Übersetzungsverhältnisse des ersten Umlaufgetriebes 3, des zweiten Umlauf getriebes 4 und des Zwischengetriebes 12 werden durch die nachstehenden Bedingungen bestimmt, nämlich 1. durch den Variationsbereich der zu regeln "i, bis n","., welcher den Drehzahl n2 von n, Variationsbereich durch den Verwendungs zweck des Reguliergetriebes gegeben ist;
2. durch das maximale Bremsmoment MB, wel ches durch jede der beiden Bremsen 10 und 11 aufgebracht werden kann, und 3. durch die Anforderungen bezüglich des dyna mischen Verhaltens des Reguliergetriebes, be dingt durch das Massenträgheitsmoment, wel ches die Geschwindigkeit, mit welcher die regelbare Drehzahl n2 verändert werden kann, begrenzt.
Je nach Anwendung eines stufenlos regulierbaren Getriebes können die mechanischen Lasten 24 er hebliche Trägheitsmomente aufweisen. Sind gleich zeitig die Anforderungen bezüglich des dynamischen Verhaltens ziemlich hoch, so sind entsprechend grosse Steuerdrehmomente erforderlich.
Das vor liegende Verfahren und die entsprechende Vor richtung ermöglichen in solchen Fällen sehr vorteil hafte Lösungen, indem durch entsprechende Dimen- sionierung des Zwischengetriebes 12 das an den Abtrieben 9 und 7 bzw. an den elektrisch steuer baren Bremsen 11 und 10 noch wirksame Trägheits- moment so weit reduziert werden kann, dass das zur Überwindung der Massenträgheit erforderliche Bremsmoment nur noch in geringem Masse spürbar ist.
Die Trägheitsmomente der mit den Abtrieben 9 und 7 verbundenen drehenden Massenteile lassen sich konstruktiv ohne weiteres gering halten, da die Drehmomente ja relativ gering sind, verglichen mit den Drehmomenten, welche am Abtrieb 25 durch die Last 24 auftreten.
Ist der Regelbereich +/-d n2 für die Drehzahl n2 relativ gering, beispielsweise -+-/-10 bis +/-300/D, so lassen sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung ohne weiteres sehr günstige Lösungen erreichen, da das über- setzungsverhältnis des Zwischengetriebes 12 ohne weiteres relativ hoch gewählt werden kann, wodurch sich die oben beschriebenen Vorteile ergeben.
Um einen relativ grossen Regelbereich -+-/-d n2 der Lastdrehzahl n2 bei gleichzeitig hohem über setzungsverhältnis des Zwischengetriebes 12 zu er reichen, besteht die Möglichkeit, die mittleren Dreh- zahlen n7 und n, der Abtriebe 7 und 9 bzw. der elektrisch steuerbaren Bremsen 11 und 10 durch Erhöhung der Antriebsdrehzahl n,' des zweiten Um laufgetriebes 4 zu erhöhen. Dabei fallen selbstver ständlich die mit den Abtrieben 9 und 7 des zweiten Umlaufgetriebes 4 verbundenen Massen stärker ins Gewicht.
Bei bestimmten Drehzahlen n9 und n7 bringt eine weitere Erhöhung der Antriebsdrehzahl ni keine Vorteile mehr mit sich. Die optimale Dimensionierung des erfindungsgemässen Getriebes lässt sich durch relativ einfache Berechnungen ohne weiteres heraus finden.
Die einfachste Umsetzung der Drehzahl n9 in die Drehzahl ng des zweiten Abtriebes 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 erfolgt gemäss Fig. 1 durch ein Stirnradgetriebe, in welchem das auf der Achse des ersten Abtriebes 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 sitzende Stirnrad 27 über das Zwischenrad 29 in das Stirnrad 28 eingreift. Es sind jedoch auch Anordnungen ohne Zahnräder möglich oder jede andere Art nicht selbsthemmender Kraftübertragung.
Bei einer Anordnung gemäss Fig.1 wird das mittlere statische Drehmoment der Last 24 über das erste Umlaufgetriebe 3 auf den ersten Abtrieb 9 und somit auf die Bremse 11 übertragen, so dass durch letztere ein um den Faktor des übersetzungs- verhältnisses 1 entsprechendes kleineres mittleres ü12 statisches Moment aufgebracht werden muss. Dies kann unter Umständen zu Schwierigkeiten führen und das erfindungsgemässe Verfahren und die ent sprechende Vorrichtung erlauben in diesem Falle Anordnungen, welche diesen Nachteil nicht auf weisen.
Eine Entlastung des zweiten Umlaufgetriebes 4 von dem von der Last 24 auf den ersten Abtrieb 9 übertragenen statischen Lastmoment kann dadurch erreicht werden, dass anstelle des einfachen, nicht selbsthemmenden Zwischengetriebes 12 ein von der Lastseite her selbsthemmendes Getriebe, beispiels weise ein Schneckengetriebe mit der Schnecke 19, dem Schneckenrad 20 und dem Winkeltrieb 27' ge mäss Fig. 4 verwendet wird. In diesem Falle stützt sich das statische Lastmoment vollständig über das Schneckenrad 20 auf die Schnecke 19 ab und wird nicht mehr weiter auf das zweite Umlauf getriebe 4 übertragen.
Dies ist so lange der Fall, als der Tangens des Steigungswinkels y der Schnecke 19 gleich oder kleiner ist als der Reibungskoeffizient ,u des Schneckengetriebes 19, 20. Das Schnecken getriebe wandelt jedoch die Drehzahl n9 des ersten Abtriebes 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 ün die Drehzahl n3 des zweiten Abtriebes 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 um, wie es bereits im vorher gehenden Abschnitt beschrieben wurde. Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, auf eine vollständige Selbsthemmung zu verzichten und das Schnecken getriebe nur teilweise selbsthemmend vorzusehen.
Der Fehlerverstärker 30 erhält ein stufenlos veränderbares elektrisches Steuersignal U1, welches dem Sollwert der geregelten Drehzahl n2 entspricht, sowie eine dem Istwert der geregelten Drehzahl n, proportionale Spannung Uz, welche in einem Tacho generator 23 erzeugt wird. Der Fehlerverstärker 30 hat zur Aufgabe, die beiden elektrisch steuerbaren Bremsen 10 und 11 mit den erforderlichen Steuer spannungen U. und U3' zu versehen. Die Funktions weise dieses Fehlerverstärkers 30 ist anhand der Fig.2 und 3 beispielsweise erklärt.
In Fig. 2 ist der Verlauf der Ausgangsspannungen U3 und U." in Funktion des Eingangssignals Ui Uz dargestellt, und zwar für den Fall eines Fehler verstärkers 30, in welchem positive Eingangssignale +(U,- <I>U,)</I> und negative Eingangssignale -(U1-U,) getrennt verstärkt werden.
In diesem Falle ist bei spielsweise die Steuerspannung U.' für negative Ein gangssignale -(Ui U2) immer ungefähr gleich Null und steigt dann für positive Eingangssignale<I>+</I> (U1-U2) ungefähr linear bis zu einem Grenzwert an, welcher so bemessen ist, dass die elektrisch steuerbare Bremse hinreichend erregt wird. Genau dasselbe Verhauen ergibt sich auch für die Steuerspannung UJ", jedoch mit dem Unterschiede, dass der Steuer bereich bei negativen Steuerspannungen -(U1-U2) liegt.
In Fig. 3 ist die Kennlinie eines Fehlerverstärkers 30 gezeigt, bei welchem das Eingangssignal die Polarität nicht wechselt, wobei sich unter Umständen ein etwas vereinfachter Aufbau ergibt.
Der Fehlerverstärker 30 erhält ein elektrisches Steuersignal U1, welches dem Sollwert der regel baren Drehzahl n, entspricht, sowie eine dem Istwert der regelbaren Drehzahl n2 proportionale Spannung U,, welche in einem Tachogenerator 23 erzeugt wird. Je nach Verwendungszweck kann der Tachogenerator 23 so vorgesehen werden, dass die regelbare Dreh zahl n." dem den Sollwert darstellenden Steuersignal U1 entspricht oder dass nur die geregelten Verände rungen +I-An. dieser Drehzahl dem Sollwert ent sprechen.
Der Tachogenerator 23 ist in der Anordnung ge mäss Fig. 1 über ein Stirnradgetriebe 21, 22 mit dem ersten Abtrieb 25 des ersten Umlaufgetriebes 3 gekuppelt, wodurch die von ihm abgegebene Span nung U, der regelbaren Drehzahl n2 der Last 24 pro portional ist. Somit entspricht die ausgeregelte Dreh zahl n, immer dem Steuersignal<B>Up</B> welches den Sollwert darstellt.
Fig.5 zeigt eine Anordnung, bei welcher der Tachogenerator 23 mit dem ersten Abtrieb 9 des zweiten Umlaufgetriebes 4 gekuppelt ist. Diese An ordnung ergibt eine der Drehzahl n9 proportionale Spannung U,, das heisst diese Spannung U2 ist nur den Änderungen d n2 gegenüber der mittleren regel baren Drehzahl n2 proportional, wodurch allfällige Schwankungen der Antriebsdrehzahl n1 nicht aus reguliert werden, wogegen die geregelten Verände rungen +I-An. der Drehzahl annähernd dem Soll wert U1 entsprechend erfolgen.
Das elektrische Steuersignal U1 und die Spannung U2 werden im Fehlverstärker 30 voneinander sub trahiert, so dass die Bremse 10 resp. 11 nur in dem Falle eine Steuerspannung erhält, wenn der Istwert der regelbaren Drehzahl ra, bzw. der Abweichungen +I-An. vom Sollwert, welcher durch das elek trische Steuersignal Ui vorgeschrieben wird, ab weicht.
Die Art des Tachogenerators 23 wird durch den Verwendungszweck des erfindungsgemässen Regu liergetriebes bestimmt. In allen Fällen, wo die regel bare Drehzahl n, der Last 24 stets die gleiche Dreh richtung hat und nur die mittlere regelbare Dreh zahl<I>n,</I> um<I> d n,</I> variiert, kann ein Gleichstrom generator oder ein Wechselstromgenerator mit zu geordneten Mitteln zur Gleichrichtung und Glättung der abgegebenen Wechselspannung verwendet wer den.
Soll jedoch die Drehrichtung der regelbaren Drehzahl ra, der Last 24 umkehrbar sein, so kann nur ein Gleichstromgenerator als Tachogenerator 23 verwendet werden, der eine für beide Drehrichtungen in der Polarität wechselnde Gleichspannung abgibt.
Die Drehrichtung des ersten Abtriebes 25 des ersten Umlaufgetriebes 3 und somit der Last 24 kann dadurch umkehrbar gemacht werden, d'ass dem zweiten Abtrieb 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 durch das Zwischengetriebe 12 eine solche Dreh zahl n., mitgeteilt wird, dass dieselbe noch grösser ist als diejenige Drehzahl n., bei welcher die regel bare Drehzahl n., den Wert 0 aufweist. In diesem Falle kann die Drehrichtung der Last 24 beispiels weise bei Erregung der Bremse 10 im Uhrzeigersinn, bei Erregung der Bremse 11 jedoch im Gegenuhr- eingestellt werden.
Solange jedoch die Drehzahl n, des zweiten Ab triebes 26 des ersten Umlaufgetriebes 3 stets kleiner ist als diejenige Drehzahl, die für die Stillsetzung der regelbaren Drehzahl ra" nötig ist, ist die Dreh richtung der Last 24 stets dieselbe und schwankt zwischen den beiden Extremwerten, beispielsweise zwischen sa"";" bei voller Erregung der Bremse 10 und ra2",;,t bei voller Erregung der Bremse<B>11.</B>
Fig. 6 stellt eine Variante des erfindungsgemässen Reguliergetriebes, jedoch mit gleicher Regulierwir kung der regelbaren Drehzahl n2, dar. Dabei treibt ein Antriebsorgan 1 über ein Zahnrad 2 das um laufende Rad 14, in diesem Falle das ganze Getriebe gehäuse, an. Dieses Getriebegehäuse trägt in seinem Inneren einen Innenzahnkranz 16. In diesen Innen zahnkranz 16 greift ein Zwischenrad 15, welches seinerseits von einem konzentrisch um die Dreh achse des Rades 14 gelagerten Planetenradträger 17 getragen wird. Dieses Zwischenrad 15 treibt eine mit den Planetenrädern 5' und 5" versehene, eben falls im Planetenradträger 17 gelagerte Welle an.
Das Planetenrad 5' steht über das Sonnenrad 8 und die Welle 9, das Planetenrad 5" über das Son nenrad 6 und die Welle 7 mit je einer der elektrisch steuerbaren Bremsen 10 und 11 in Verbindung. Eine aus dem Rad 14 herausragende hohle Achse 25 überträgt die Drehung des Planetenradträgers 17 über das Vorgelege aus den Zahnrädern 21, 29 auf die Last 24.
Ein Tachogenerator 23, durch Zahnrad 22 mit dem Zahnrad 21 gekuppelt, wirkt in der früher beschriebenen Weise auf die Konstant haltung der regelbaren Drehzahl n2. In Fig. 6 ist der selbe mit der Last 24 gekuppelt gezeichnet; er kann jedoch auch mit dem Abtrieb 9 gekuppelt werden, woraus dieselben Eigenschaften resultieren wie bei dem Getriebe gemäss Fig. 5.
Es ist zu erwähnen, dass bei der Anordnung nach Fig. 6 die beiden Umlaufgetriebe zu einer kompak ten Einheit vereinigt sind und einen gemeinsamen Antrieb 14 sowie einen gemeinsamen zweiten Abtrieb 7 aufweisen.
Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemässes regelbares Ge triebe nach der schematisch gehaltenen Fig. 4 in einer möglichen räumlichen Anordnung. Hierbei treibt das Antriebsorgan 1 über das Zahnrad 2 das Stegrad 14, 14', in welchem die beiden umlaufenden Planeten räder 5', 5" und 16', 16" mit ihrer Verbindungs welle 5"' bzw. 16"' gelagert sind. Durch die Ver einigung der beiden, in Fig. 4 getrennt übereinander gezeichneten, Planetengetriebe 3 und 4 zu einer kompakten Einheit entfällt das Stegrad 13 sowie das Vorgelege 15.
Die konstruktive Ausbildung er fordert zum Teil einige zusätzliche Getriebeteile, welche jedoch auf die prinzipielle Arbeitsweise des Getriebes keinen Einfluss haben.
Die Bremse 10 wirkt über den Abtrieb 7 und Zahnradvorgelege 33, 34 auf das lose auf dem Ab trieb 25 drehbare Sonnenrad 6, in welches das. äussere Zahnrad 5' entsprechend dem äusseren Rad des Planetenrades 5 in Fig. 4 eingreift. Das innere Zahnrad S" greift in das Sonnenrad 8, welches über den lose durch den Stegradteil 14' und das Sonnenrad 18 hindurchgehenden Abtrieb 9 mit dem Zahnrad 35 verbunden ist.
Die Bremse 11 steht über die Zwischenräder 36 und 37 mit dem genannten Zahnrad 35 in Verbindung, so dass also, entspre chend Fig.4, die Bremse 11 auf das Sonnenrad 8 einwirkt. Gleichzeitig treibt auch der Abtrieb 9 über die genannten Zwischenräder 35, 36 und 37 die Schnecke 19 an, in wolche das Schneckenrad 20 eingreift.
Dieses wirkt über den Winkeltrieb 27' auf das Sonnenrad 18 ein. (Schneckengetriebe 19, 20 und der Winkeltrieb 27' bilden zusammen das Zwischengetriebe 12 der Fig. 1, 4 und 5.) In das Sonnenrad 18 greift das äussere Zahnrad 16' ent sprechend dem inneren Rad des Planetenrades 16 in Fig.4, während das innere Zahnrad 16" über das Sonnenrad 17 den Abtrieb 25 und damit die Last 24 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 25', 21, 29 antreibt. Die Drehzahl des Rades 29 wird noch über Zahnrad 22 auf den Tachogenerator 23 übertragen, wie dies bereits vorher erläutert wurde.
Fig. 8 zeigt das in Fig.6 schematisch gezeigte Reguliergetriebe in beispielsweiser räumlicher An ordnung entsprechend einem Anwendungsbeispiel. Es ist dabei zu beachten, d'ass das Antriebsrad 2 nur lose auf dem Abtrieb 25 als Zwischenrad läuft und die Umdrehungen eines nicht gezeichneten An triebsorgans auf das Gehäuse 14 überträgt. Das Kegelrad 29' bildet ein übertragungsorgan der re gelbaren Drehzahl n2 des Abtriebes 25 auf weitere, nicht gezeichnete, in der Drehzahl geregelte An ordnungen.
Auch bei diesem Reguliergetriebe wird jeweils die regelbare Drehzahl n2 der Last 24 durch einen Tachogenerator 23 überwacht, welcher ent weder mit dem Abtrieb 25 oder mit dem Abtrieb 9 gekuppelt sein kann.
Als Bremsen 10 und 11 sind beliebige, elektrisch steuerbare Bremsen verwendbar, sofern ihr dyna misches Verhalten den Anforderungen genügt. Als rein elektrisch gesteuerte Bremsen können beispiels weise Wirbelstrombremsen eingesetzt werden, welche ein dem Erregerstrom proportionales Bremsmoment aufweisen.
Eine weitere Ausbildung der Bremsen als elek- trisch-hydraulische Bremsen ist möglich, bei wel chen die durch hydraulische Mittel erzeugte Brems kraft vom Fehlerverstärker 30 elektrisch gesteuert wird.
Denkbar sind auch elektrisch-mechanisch ge steuerte Bremsen, bei welchen der Fehlerverstärker 30 eine mechanische Stellgrösse beeinflusst und diese mechanische Stellgrösse ein proportionales Brems moment mechanisch hervorruft.
Mit Vorteil werden jedoch Magnetpulverbremsen verwendet. Diese erzeugen ein dem jeweiligen Er regerstrom entsprechendes Bremsmoment. Den sche matischen, beispielsweisen Aufbau einer der beiden Magnetpulverbremsen 10 und 11, welche beide iden tisch ausgeführt sein können, zeigt Fig. 9.
Die in den beiden Wälzlagern 45 und 46 ge lagerte Welle 40 trägt auf dem in das Bremsgehäuse 42 ragenden Ende einen tellerförmigen Rotor 41 aus ferromagnetischem Material. Ein pilzförmiger Eisenkern 43 bildet längs seines Randes mit dem Bremsgehäuse 42 einen Luftspalt, in welchen der zylindrische Teil des Rotors 41 hineinragt. Der ge nannte Luftspalt ist teilweise mit Magneteisenpulver 50 ausgefüllt. Den übrigen Raum zwischen dem Gehäuse 42 und dem Eisenkern 43 füllt ein Spulen körper 49 aus, welcher die Magnetwicklung 44 ent hält und ausserdem Dichtungskanäle zur Aufnahme der Dichtungen 47 und 48 aufweist.
Letztere sollen das Eindringen des Magneteisenpulvers 50 in die Magnetwicklung 44 verhindern. Solange der Wick lung 44 über die Zuleitung 31 keine Spannung U"3 zugeführt wird, dreht sich der tellerförmige Rotor 41 im Luftspalt und in dem Eisenpulver 50 ohne wesent liche Reibung. Wird jedoch durch Anlegen einer Spannung U"3 an die Zuleitung 31 in dem magne tischen Kreis der Bremse ein magnetischer Fluss 0 erzeugt, so suchen sich die Teilchen des Magnet eisenpulvers 50 längs der radialen magnetischen Kraftlinien im Luftspalt auszurichten und üben da bei ein Reibungsmoment auf den tellerförmigen Rotor 41 aus.
Dieses Reibungsmoment wächst mit der angelegten Spannung U"3 und äussert sich darin, dass die Drehzahl der Welle 40 bei gleichbleiben dem Drehmoment bis zum Stillstand abgebremst wer den kann. Bei kleiner werdender Spannung U"3 an der Magnetwicklung 44 lässt die Bremskraft wieder nach und das Magneteisenpulver 50 gibt den teller förmigen Rotor 41 wieder frei.
Die in den Fig. 1, 4 und 5 beispielsweise als Planeten-Stirnradgetriebe gezeichneten Umlaufgetriebe 3 und 4 können auch als Kegelrad-Differentialgetriebe ausgebildet sein.