Elektromotorisch angetriebene Lüfteranordnung in Fahrzeugen. Es ist
aus der französischen Patentschrift 1 245 543 bekannt ge-
worden, zum Speisen
von Aeynchronlüftermotoren in Kühlwagen Generatoren mit der Laufachse des Fahrzeuges
lösbar zu kuppeln. Vorzugsweise werden einphasige Asynchronmotoren mit Kurzschlußläufer
und Hilfsphaae vorgesehen, die unabhängig von der Fahrrichtung stets ihre Drehrichtung
beibehalten. Als Generatoren für die Speiaung der Lüftermotoren werden Wechseletromgeneratoren
mit Dauermagneten benutzt. Der Antrieb dieser Wechselstromgeneratoren erfolgt über
Reibräder und Ketten von der Laufachse des Fahrzeuges.
Bei diesen
Antrieben ändert sich die Frequenz des Wechselstrom-. generators stark mit der Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges und dementsprechend stark ändert sich auch die Drehzahl der Lüftermotoren.
Da nun bei Lüftern die benötigte Leistung milr der dritten Potenz der Lüfterdrehzahl
steigt und die unterste Drehzahl des Lüfters so bemessen sein muß, daß sie bei der
üblichen untersten Fahrzeuggeschwindigkeit noch einen ausreichenden Kühlluftstrom
erzeugt, steigt bei darüber liegenden höheren Geschwindigkeiten die vom Lüftermotor
abverlangte Leistung unverhältnismäßig stark an. Dies hat zur Folge, daß bei höheren
Geschwindigkeiten eine wesent,ich größere Erwärmung des Lüftermotors und damit auch
eine unerwünscht starke Vorwärmung der Kühlluft erfolgt, deren Geschwindigkeit und
Menge durch die höhere Propellerdrehzahl erhöht wird, was im Hinblick auf empfindliches
Fraältgut unerwünscht ist. Darüber hinaus müssen die Lüftermotoren überdimensioniert
werden, um bei höheren Geschwindigkeiten, d.h. höheren Lüfterdrehzahlen, den Anforderungen
gewachsen zu sein. Die Nachteile der bekannten elektromotorisch angetriebenen Lüfteranordnungen,
bei der die Zahl der im Betrieb befindlichen Lüfter konstant gehalten ist in Kühlfahrzeugen,
wie Kühlwaggons für die Eisenbahn oder Kühllastwagen, kann gemäß der Erfindung auf
besondere einfache Weise dadurch vermieden werden, daß der Generator mit der wenigstens
annähernd konstante Drehzahl aufweisenden Abtriebswelie einer mit einem fahrgeschwindigkeitsabhängig
angetriebenen Fahrzeugteil in Antriebsverbindung stehenden Schiupfkupplung verbunden
ist. Durch die Anordnung nach der Erfindung kann zur
Speisung mehrerer,
inebes. einphasiger Asynchronmotoren mit Hilfsphase je Fahrzeug ein gemeinsamer
Synchrongenerator z.B. normaler Bauart benutzt werden. Als Schlupfkupplung können
elektromagnetische Schlupfkupplungen nach dem Wirbelatromprinzip oder pneumatische
sowie hydraulische Flüssigkeitskupplungen, insbes. mit räumlich getrenntem Pumpenteil
und Motorteil, vorgesehen sein. Die Schlupfkupplungen der genannten Art können durch
entsprechende Auslegung oder durch Verwendung eines Regelorgans so arbeiten, daß
von einer bestimmten Drehzahl des die Schlupfkupplung antreibenden Fahrzeugteils
an die Abtriebswelle der Schlupfkupplung und damit die Drehzahl des mit ihr verbundenen
Generators mindestens annähernd konstant bleibt. Der Synchrongenerator ist vorteilhafterweise
so ausgebildet, daß er innerhalb des üblichen Fahrgeschwindigkeitsbereiches
eines
Fahrzeuges bei konstanter Lüfterleietung, d.h. bei gleichbleibender
Anzahl der in Betrieb genommenen Lüftermotoren, mit etwa konstanter Erregung betrieben
werden kann, was sich beispielsweise durch eine Permanentmagneterregung auf einfache
Weise ermöglichen läßt. Durch die annähernd konstantbleibende Generatorfrequenz
im ganzen Fahrgeschwindigkeitebereich werden die Lüftermotoren mit etwa konstanter
Drehzahl laufen, d.h. sie benötigen nur eine geringe etwa konstante Leistung. Dies
bedeutet, daß die Lüfter und ihre Antriebsmotoren nur für diese Drehzahl bemessen
zu werden brauchen, und somit eine Überdimensionierung entbehrlich ist. Dies hat
weiter zur Folge, daß die Erwärmung der Lüftermotoren
niedriger
gehalten und somit auch die unerwünschte Erwärmung der Kühlluft auf einen niedrigeren
Wert begrenzt werden kann.
Die Schlupfkupplung mitsamt Generator kann dem vorzugsweise auf sie
gerichteten Fahrwind ausgesetzt werden. Die außerhalb des Fahrzeugs anfallende Verlustleistung
der Kupplung wird auf diese Wise sicher und leicht abgeführt und eine Beeinträchtigung
der Kühlung im Inneren des Wagens vermieden. Dies gelingt umso leichter, als die
in Frage kommenden Leistungen für die Generatoren und die Kupplungen verhältnismäßig
gering sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand einiger, in der
Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert:
Gemäß Fig. 1 ist im Längsschnitt schematisch ein Kühlwagen 1 gezeigt, dessen
hermetisch verschließbarer Aufbau 2 einen Lagerraum 3 für das nicht dargestellte
Frachtgut und an den beiden Stirnseiten von diesem durch Wände 8, 9 getrennte
Kühlboxen 4 und 5 hat, die mit Eis 6, 7 od.dgl. bestückt sind. In den Wänden 8 und
9 sind in an sich bekannter Weise nebeneinanderliegend je zwei Lüfteranordnungen
mit Lüftermotoren 12, 12a bzw. 13, 13a und Lüfterflügeln 10, 10a bzw. 11,
11a in entsprechenden Wandöffnungen angeordnet. Die motorisch angetriebenen Lüfterflügel
treiben in Pfeilrichtung die Innenluft des Kühlwagens 1 über das zu kühlende, auf
Roeten 14 lagernde Frachtgut. Die Kühlluft strömt unterhalb der Roste 14 vorbei
an der Eisfüllung 6, 7 in den Kühlboxen 4, 5 gekühlt wieder den Lüftern zu.
Die
Lüftermotoren 12, 12a, 13, 13a werden elektrisch von einem z.B. gemäß Fig. 2 mit
einer Schlupfkupplung 17 verbundenen Generator 20 gespeist. Damit in. einem möglichst
weiten FahrgQ-schwindigkeitsbereich, beispielsweise einem Bereich zwischen 50 und
120 km/Std die Frequenz des Generatore und damit auch die Drehzahl der Lüftermotoren
etwa konstant bleibt, ist der zur Speisung aller Motoren dienende Synchrongenerator
20 mit der Abtriebswelle 23 der Schlupfkupplung 17 verbunden, auf deren Antriebswelle
22 eine Riemenscheibe 16 sitzt, die über einen Antriebsriemen 18 von der Laufachse
19 des Wagens 1 anrgetrieben wird. Die Schlupfkupplung ist so ausgelegt oder
durch nicht dargestellte Regelungsorgane so beeinflußbar, daß trotz veränderlicher
Drehzahl der Antriebswelle 22 infolge des mehr oder minder großen Schlupfes die
Drehzahl der Abtriebswelle 23 etwa konstant gehalten wird. Somit hat der Generator
eine gleichbleibende Frequenz, was zu einer konstanten Drehzahl der Lüftermotoren
und damit auch der Lüfterflügel führt. Es genügt daher, die Lüftermotoren leistungsmäßig
für diese Geschwindigkeit auszulegen, was eine Herabsetzung der erforderlichen Größe
der Lüftermotoren ermöglicht und außerdem den Vorteil mit sich bringt, daß die Lüfterflügel
mit konstanter Drehzahl laufen, so daß die Kühlluftmenge und -geschwindigkeit auf
einen bestimmten Wert gehalten werden kann, der entsprechend dem
zu kühlenden
Frachtgut angepaßt sein kann. Mit einem solchen Riemenantrieb lassen sich die r^ederungswege
der Laufachse leicht susgieichen, so daß die Antriebskräfte stoßfrei auf aas Schlupfkupplungs-Generatoraggregat
übertragen werden können. Die Schlupfkupplung 1,7 und der Generator 20 können durch
an
sich bekannte Lagerungen 21, 15 stoß- und dämpfungssicher an der Unterseite des
Wagenaufbaus 2 angeordnet werden, so daß starke Stöße von den hiergegen empfindlichen
Kupplungs- und Generatorteilen ferngehalten werden können. Dies ist jedoch nicht
die einzige Möglichkeit, z.B. von der Laufachse eines Eisenbahnwaggons die Antriebskräfte
auf den Generator zu übertragen. Bei Verwendung von elektromagnetischen Schlupfkupplungen
kann es vorteilhaft sein, die Generator-Schlupfkupplungsanordnung als Einheit über
ein Winkelgetriebe mit der Stirnseite der Laufachse kraftschlüssig zu verbinden
und diese Anordnung mittig über der betreffenden Achse des Wagens, d.h. senkrecht
dazu, anzuordnen, wie dies an sich für den Antrieb von Fahrzeuggeneratoren allein
bekannt ist. Diese Anordnung ergibt. auch, da sie außen frei im Fahrwind liegt,
eine gute Kühlung und Abführung der Schlupfverluste. Bei Verwendung an sich bekannter
hydraulischer oder auch pneumatischer Schlupfkupplungen, die gemäß Fig. 3 aus einem
Pumpenteil 17' und einem räumlich von diesem getrennten, mit ihm über Druckleitungen
17111 verbundenen Motorteil 17'' besteht, kann der Pumpenteil 17' entweder
auf der Laufachse selbst oder über ein Winkelgetriebe in der genannten Weise mit
der Laufachse verbunden sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Pumpenteil 17'
über einen Riemenantrieb 16, 18 mit der Laufachse 19 zu verbinden, was bei entsprechend
stoß- und schwingungsgedämpfter Aufhängung auf der Unterseite des Fahrzeugaufbaus
2 den Vorteil ergibt, das Stöße der Laufachse von dem in dieses Hinsicht empfindlichen
Pumpenteil
ferngehalten werden können. Der Motorteil 1711 kann dann als bauliche Einheit mit
dem Generator durch flexible und beliebig zu verlegende Druckleitungen 17
... an günstiger Stelle außerhalb des Wagens angeordnet sein. So wäre es
beispielsweise auch u.U. denkbar, den Motorteil mitsamt dem Generator auf dem Dach
des Fahrzeugaufbaus anzuordnen, da auf diese Weise eine besonders gute Kühlung erreichbar
ist und eine einfachere Zuführung der Kühlluft erreichbar sein kann, als dies auf
der Unterseite u.U. möglich ist. Eine andere Art des Antriebs ist insbes. bei auf
dem Dach angeordnetem Generator 20a und Schlupfkupplung 17a gemäß Fig. 4 dadurch
möglich, daß mit der Antriebsseite 22a der Schlupfkupplung 17a ein Propeller 24
verbunden ist, der die Schlupfkupplung 17a, die durch stoß- und schwingungsdämpfende
Mittel 15a auf dem Dach gelagert ist, so antreibt, daß in beiden Fahrrichtungen,
d.h. in beiden Drehrichtungen des Propellers 24 dessen Drehzahl stets i,m gleichen
Masse abhängig von der Anst4ömgeschwindigkeit ist. Die Abtriebawelle 23a, die im
ganzen Geschwindigkeitsbereich mit konstanter Drehzahl läuft, treibt den ebenfalls
auf dem Dach durch Lagerungen 21a stoß- und schwingungsgesichert gelagerten Synchrongenerator
20a an. Zur Verbesserung der Anatrömung des Propellers 24 und zur Kühlung der Schlupfkupplung
17a und des Generators 20a können nicht näher dargestellt, an sich bekannte Vorrichtungen
vorgesehen sein, die außerdem einen Schutz der Anordnung gegen Verschmutzung und
Beschädigen durch Festkörper, wie Steine, Vögel od.dgl. bilde .
Durch
die konstante Drehzahl des Synchrongenerators kann dieser wegen der konstantbleibenden
Lüfterleistung mit etwa konstanter Erregung betrieben werden, was besonders leicht
durch eine Permanentmagneterregung erreichbar ist.