DE145453C

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Publication number: DE145453C
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Description

KAISERLICHES

•PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist .ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung von Dynamomaschinen, und zwar besonders solcher, welche auf Fahrzeugen, wie z. B. Automobilen, vorgesehen sind, um bei ihrem durch einen Motor, z. B. einen. Explosionsmotor, erfolgenden Antrieb einen zum Betriebe des Fahrzeuges dienenden Elektromotor mit Strom zu speisen. Der Zweck

ίο der Vorrichtung besteht .darin, eine gleichbleibende Umfangskraft des Explosionsmotors herbeizuführen, welche der . günstigsten Leistung desselben entspricht.

Explosionsmotoren besitzen bekanntlich die Eigenschaft, nur bei einer ganz bestimmten Zugkraft (Umfangskraft) ihre Maximalleistung aufzuweisen; bei mehr oder weniger Umfangskraft wird nicht nur der Wirkungsgrad schlechter sein, sondern bei einem Mehr-

ao erfordefnis von etwa 20 Prozent der Umfangskraft bleibt der Motor überhaupt stehen.

Bei Anwendung von Explosionsmotoren als Kraftquelle für Automobile ist es daher erforderlich, die Zugwiderstände des Wagens,

welche infolge der. verschiedenen Straßensteigungen sich stets ändern, derart für den Explosionsmotor utiizuforjiien, daß derselbe stets mit gleichbleibender Zugkraft (Unv fangskraft) arbeiten kann.

Alle bekannten Automobile mit Explosions-. motor und mechanischen Kraftübertragüngsmitteln (Zahnräder, Ketten oder Riemen) besitzen nun, um diesem Ziele näher zu kommen, drei bis vier verschiedene Übersetzungsverhältnisse von der Motorachse auf die Radachse,

Wagen mit Explosionsmotoren und elektrischer Kraftübertragung, d. h. solche, bei denen der Explosionsmotor mit einer Dynamo unmittelbar gekuppelt ist und die erzeugte Energie durch ein oder zwei Elektromotoren, welche die Räder treiben, wieder in mechanische Energie umgesetzt wird, erreichen den genannten Zweck teilweise durch verschiedene Schaltungen des Ankers oder der Feldmagnete der Dynamo und der Elektromotoren sowie teils durch Vorschalten bezw. Ausschalten von Widerständen.

Bei beiden angeführten Systemen kann man der Bedingung des beständig richtigen Ganges des Explosionsmotors nur itn geringen Maße gerecht werden, denn die Regelung ist nicht nur durch Gewichts-, Raum- und Konstruktionsverhältnisse auf wenig Stufen beschränkt, sondern sie kann auch nicht ^: selbsttätig gemacht werden und es hängt nur von der Tuchtigkeit des Führers ab, die am besten passende Stufe zu finden.

Da die Steigungsverhältnisse der Straßen

^: unendlich viele verschiedene Zugwiderstände des Wagens ergeben, bei den vorhandenen Konstruktionen aber nur einige wenige Geschwindigkeitsabstufungen möglich sind, so ist

der Explosionsmotor fast stets zu sehr oder zu wenig beansprucht und kann infolgedessen nicht mit seiner Maximalleistung arbeiten.

Nach vorliegender Erfindung wird die durch Verschiedenheit der Steigung bedingte verschiedene Stromstärke, mit welcher der Elektromotor arbeiten muß, von einer mit dem Explosionsmotor unmittelbar gekuppelten Dynamo erzeugt, die selbsttätig derart geregelt ίο wird, daß sie bei verschiedener Stromstärke immer die gleiche Betriebskraft braucht.

Diese Bedingung, gleiche Betriebskraft für

die Dynamo, bei verschiedener Stromstärke,

wobei das Produkt Stromstärke mal Spannung immer der gleichen Wattzahl entspricht, wird auf drei verschiedene Arten erreicht.

A.. Es werden Windungen der Feldmagnetwicklungen aus- bezw. eingeschaltet.

B. Es wird der Luftzwischenraum zwischen den Polschuhen und dem Anker vergrößert bezw. verkleinert.

C. Es wird Widerstand parallel zur Feldwicklung geschaltet.

Um selbsttätig Wicklungen der Feldmagnete ausr bezw. einzuschalten, ist eine in Fig. j und 2 veranschaulichte Einrichtung an der Dynamo getroffen, während Fig. 3 zeigen soll, in welcher Weise der Luftzwischenraum zwi-. sehen dem Feldmägneten und dem Anker verändert werden kann.

Auf der Achse 1 eines Explosionsmotors sitzt fest der Anker 2 der Dynamomaschine, deren Feldmagnete 3 schwingend auf einem an einem Träger befestigten Hohlzapfen 4 sitzen. Durch den letzteren reicht ein Arm 5, welcher mit zwei seitlichen Verlängerungen 6, 7 durch Schlitze des Hohlzapfens 4 greift und mittels dieser Verlängerungen fest mit den Feldmägneten 3 verbunden ist.

Mit dem anderen Ende des Armes 5 ist ein Hebelarm 14 verbunden, welcher mit dem Kolben einer Ölbremse 15 bekannter Bauart in Verbindung steht. 8 ist eine starke Schraubenfeder, welche einerseits am Träger und anderseits am Feldmagneten befestigt ist. Die Erregerwicklung 9 des letzteren besteht aus Kupferband, dessen einzelne Windungen voneinander isoliert sind und das an der Außenseite frei zu Tage tritt. Der Strom kann demselben mittels einer Bürste 10 zugeführt werden, welche über einem an einer Seite schräg verlaufenden Ausschnitt des Kupferbandes gelagert ist und normal mit einer Kante von oben gegen eine Windung des Kupferbandes anliegt.

Wächst infolge einer Steigung der Straße der Zugwiderstand des Elektromotors, so wächst bekanntlich auch seine Stromstärke, und im vorliegenden Falle auch die der Dynamo. Die Folge hiervon ist, daß der Anker der Dynamo infolge des verstärkten Drehmomentes den Feldmagneten entgegen der Wirkung der Feder 8' auf dem Hohlzapfen verdreht. Hierdurch kommt die Bürste 10 gegen andere, der Achse der Feldmagnete näher liegende Gänge der Feldmagnetwick- g₅ lung zu liegen, d.h. es werden Gänge der letzteren ausgeschaltet. Dadurch wird das Magnetfeld geschwächt, die Spannung ver- · ringert, der Strom kann ansteigen, bis. die ursprüngliche Wattleistung wieder erreicht ist.

Nimmt die Straßensteigung ab und vermindern sich so die Zugwiderstände am Wagen, so tritt der umgekehrte Vorgang ein, die Stromstärke sinkt, der Feldmagnet ,verdreht sich in umgekehrter Richtung, wodurch Windüngen so lange zugeschaltet werden, bis das Produkt aus Stromstärke und Spannung der ursprünglichen Wattleistung entspricht.

Infolge der gleichbleibenden Wattleistung arbeitet der Explosionsmptor während dieser Vorgänge unverändert mit seiner günstigsten Zugkraft (oder Umfangskraft) und daher mit seiner Maximalleistung.

Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Ausführutigsbeispiele sind die Polstücke sowie der Ankerkern schräg gegeneinander gestellt, und die Feldmagnete greifen mit einem Zapfen 12 in eine schraubenförmige Nut 13 des Hohlzapfens 4 ein. Nimmt die Stromstärke des Elektromotors und die der Dynamo zu oder ab, so werden die Feldmagnete, wie vorher beschrieben, verdreht und damit nach rechts oder nach links verschoben, da der Zapfen 12 bei der Drehung der Feldraagnete dem Laufe der Nut 13 folgen muß. Hierdurch wird der Luftzwischenraum zwischen Anker und Feldmagneten vergrößert bezw. verkleinert und damit die Induktionswirkung entsprechend verändert, ohne daß die Zugkraft (oder Umfangskraft) des Explosionsmotors eine Änderung erfährt.

Statt, wie mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben, die Verschiebung der Feldmagnete zu benutzen, um Gänge der Wicklung ein- oder auszuschalten, kann durch diese Verschiebung auch Widerstand zu der Feldwicklung parallel geschaltet werden. Zu bemerken ist noch, daß die Ölbremse allzu plötzliche Bewegungen der Feldmagnete verhindern soll.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur selbsttätigen Regelung von Motoren speisenden Stromerzeugern mit beweglichem Feldmagnet, dadurch gekennzeichnet, daß, je nachdem die Zugkraft der Motoren wächst oder fällt, durch die sich entsprechend ändernde- Stromstärke der Feldmagnet der Dynamo entgegen der Wirkung einer Feder mehr oder weniger verdreht wird und je nach dem

Grade der Verdrehung die Anzahl der Erregerwindungen geändert bezw. parallel zu demselben Widerstand ab- oder zugeschaltet oder der Luftzwischenraum zwischen Anker und Polschuhen vergrößert oder verkleinert wird, derart, daß das Produkt aus Spannung und Stromstärke und mithin die Antriebskraft des Stromerzeugers immer gleich bleibt.

ίο 2. Bei dem Verfahren nach Anspruch ι

die Anordnung der Erregerwicklungen auf dem schwingend angeordneten Feldmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen parallelen Lagen der Erregerwindüngen an einer Stelle ihrer. Oberfläche durch einen schrägen Ausschnitt frei von isolation gemacht sind, über welchem eine Stromzuführungsbürste derart gelagert ist und gegen die blanke Wicklung anliegt,

so daß bei der Verdrehung der Magnete Windungen der Feldwicklung ein- oder ausgeschaltet werden.

3. Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 die Ausführung der Einrichtung zur Änderung des Luftwiderstandes zwischen Feldmagnet und Anker, dadurch gekennzeichnet, daß Polstücke und Anker mit schrägen Flächen einander gegenüberstehen und der Feldmagnet durch eine in eine spiralförmige Nut eingreifende Nase bei seiner Verdrehung aus dem Anker in achsialer Richtung mehr oder weniger hinausgezogen wird,

4. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die An-Ordnung einer einerseits in einem Träger und anderseits in einem Feldmagneten gelagerten, der normalen Zugkraft, d. h. der günstigsten Leistung der Kraftquelle entsprechenden Feder oder dergl., zum Zweck, nur dann eine Verdrehung des Feldmagneten zuzulassen, wenn die Stromstärke und daher die Zugkraft (Umfangskraft) von der normalen abweicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.