DE204358C - - Google Patents

Description

¹TAfSTRlIcHTES"

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

M 204358-KLASSE 21 </. GRUPPE

CHARLES CLEIREN in BRÜSSEL

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. November 1907 ab.

Die angetriebenen Maschinen sind mit den antreibenden gewöhnlich durch eine Transmissionsvorrichtung verbunden, die mit einer Einrichtung zur Geschwindigkeitsänderung versehen ist, so daß die angetriebene Maschine je nach der zu leistenden Arbeit mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu laufen vermag, obwohl die Antriebsmaschine ihre Drehzahl stets beibehält. Die Transmissionseinrichtung kann eine einfach mechanische sein, wobei aber' der Übelstand auftritt, daß eine Regelung der Geschwindigkeit bzw. ein Anpassen und Nachgeben derselben je nach der Belastung der angetriebenen Maschine nicht stattfinden kann. Diese rein mechanische Übertragung wurde bereits. durch eine elektrische Transmission ersetzt, die aus einer Dynamomaschine, deren Anker auf der Antriebswelle sitzt, und aus einem Elektromotor, dessen Anker jedoch auf der angetriebenen Welle sitzt, besteht. Der von der Dynamomaschine· erzeugte Strom wird in den Anker des Elektromotors geleitet, der hierdurch gedreht wird und die angetriebene Welle mitnimmt. Da aber dieser Strom durch die Differenz der elektromotorischen Kraft der Dynamomaschine und der entgegenwirkenden elektromotorischen Kraft des Elektromotors bestimmt ist. entsteht beim Anlassen, wobei die elektromotorische Gegenkraft des Elektromotors null ist, ein Strom von solcher Stärke, daß man Widerstände in den Stromkreis schalten oder spezielle Schaltungen anordnen muß, damit der Strom nicht gefährliche Grenzen überschreitet.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine elektrische Bewegungsübertragung mittels Dynamomaschinen und Elektromotoren, bei welcher infolge der mechanischen Verbindung der Elemente dieser Maschinen (Anker und Feldmagnet) unter sich und mit der treibenden bzw. angetriebenen Welle die Geschwindigkeiten der Dynamomaschine und des Elektromotors entweder einander stets gleich sind oder in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen, welches auch immer die Geschwindigkeit der angetriebenen Maschine ist.

Will man die Dynamomaschine' und den Elektromotor mit gleicher Geschwindigkeit laufen lassen, kann man je eines ihrer Elemente (Anker oder Feldmagnet) fest mit der treibenden Welle verbinden. In dem Falle, wo z. B. die Anker auf der treibenden Welle sitzen, dreht sich jeder derselben in einem Feldmagneten, dessen Wicklungen entweder in Reihe oder in Nebenschluß oder in einer beliebig anderen gebräuchlichen Art geschaltet sind. Sind diese Feldmagnete auf die Enden von geeignet gelagerten Wellen aufgekeilt, so wird die Bewegung der Anker eine Drehung der Feldmagnete hervorrufen, welche mittels einer Riemscheibe o. dgl. auf eine anzutreibende Welle übertragen werden kann. Da in diesem besonderen Falle die Geschwindigkeit der Dynamomaschine jener des Elektromotors stets gleich ist, wird die Differenz zwischen der elektromotorischen Kraft der Dynamomaschine und der Gegenkraft des Elektromotors konstant bleiben oder sich nur sehr wenig

ändern, so daß der in der Maschine entstehende und in den Elektromotor gesandte Strom ganz oder nahezu unveränderlich bleibt, welches auch immer die Geschwindigkeit der treibenden Welle ist oder wie groß auch immer bei konstanter Drehzahl der treibenden Welle die Drehgeschwindigkeit der beweglichen Feldmagnete, d. h. der der angetriebenen Welle entgegenwirkende Widerstand ist. Diese An-Ordnung gestattet nun ein Anlassen ohne Einschaltung von Widerständen in den Stromkreis oder Herstellung von besonderen Schaltungen.

Da der Strom, wie bereits erwähnt, durch die Differenz der elektromotorischen Kräfte der beiden Maschinen (Dynamomaschine und Elektromotor) bestimmt ist, muß die Spannung der Dynamomaschine höher sein als wie die des Elektromotors. Wollte man sich daher zweier gleichwertiger elektrischer Maschinen bedienen, so müßte man eine Hilfsstromquelle, ζ. B. eine kleine Hilfsdynamomaschine, verwenden, welche auf der treibenden Welle anzuordnen wäre, und welche die zur Ober-' windung der inneren Widerstände der Maschinen nötige elektromotorische Kraft liefern könnte. Da diese Widerstände stets sehr gering sind, so ist auch die von der Hilfsdynamomaschine aufgebrauchte Arbeit klein.

Wenn aus irgendeinem Grunde verlangt wird, daß die Dynamomaschine und der Elektromotor mit verschiedenen, aber in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehenden Geschwindigkeiten laufen sollen, genügt es z. B., sie mit der treibenden Welle durch Getriebe zu kuppeln und die elektrisch mitgenommenen Kupplungsteile mit der anzutreibenden Welle durch identische oder proportioneile, aber verkehrt angeordnete Getriebe zu verbinden.

Die Zeichnungen stellen schematisch einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, und zwar zeigt Fig. 1 eine elektrische Transmission gemäß der Erfindung, bei welcher die zwei verwendeten elektrischen Maschinen von verschiedener Stärke sind, Fig. 2 eine Transmission mit einer Hilfsdynamomaschine, Fig. 3 ein Schaltungsschema der Transmissionseinrichtung für Gleichstrom, Fig. 4 eine Anwendungsart der Transmission für Kraftwagen, Fig. 5 eine Transmission, bei welcher die beiden elektrischen Maschinen mit verschiedenen, in einem konstanten Verhältnis zueinander stehenden Geschwindigkeiten laufen. Fig. 6 endlich stellt eine weitere Kupplungsart der Anker und Induktoren unter sich und mit der treibenden bzw. der angetriebenen Welle dar.

Auf der treibenden Welle 1, die z. B. ihre Bewegung durch einen Gasmotor 2 erhält, sind die Anker 3 und 4 der beiden elektrischen Maschinen aufgekeilt,' deren Feldmagnete mit 5 und 6 bezeichnet sind. Die erste und etwas kräftigere der beiden Maschinen wirkt wie eine Dynamomaschine, und der durch sie entstehende Strom wird zur zweiten Maschine geleitet, die demzufolge als Motor arbeitet. Die Ankerwicklung dieser letzteren ist derart ausgeführt, daß ihr Anker den zugehörigen Feldmagneten in demselben Sinne mitnimmt wie der Anker der Dynamomaschine seinen Feldmagneten.

Die Feldmagnete 5 und 6 sitzen an den Enden der Wellen 8 und 9, die mit der anzutreibenden Welle 14 z. B. durch Riemscheiben 10, 11, 12, 13 mechanisch verbunden sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Falle sind die beiden elektrischen Maschinen 16 und 17 einander gleich, und der die Einrichtung durchlaufende Strom wird von einer Hilfsdynamomaschine 15 geliefert, die auf der treibenden Welle ι sitzt. Wenn das Bewegungswiderstandsmoment der angetriebenen Welle abnimmt, vergrößert sich ihre Geschwindigkeit und damit die der Feldmagriete, die daher zum rascheren Drehen als die Anker gebracht werden können; dann wirkt aber auch die Dynamomaschine 16 wie ein Motor, und die Dynamomaschine 15 hätte die entgegenwirken den elektromotorischen Kräfte, der beiden Motoren 16 und 17 zu überwinden; daher wäre auch der Kraftverbrauch ein größerer. Man erhält demzufolge auf diese Weise einen Geschwindigkeitstransformator von konstanter Arbeitsleistung, da die von der Hilfsdynamomaschine verbrauchte Kraft in dem Maße zunimmt, als das Widerstandsmoment gegen das Drehen abnimmt.

Obwohl in den beiliegenden schematischen Zeichnungen die Anker voneinander getrennt auf der Treibwelle aufgekeilt dargestellt sind, ist es klar, daß man ebensogut nur einen einzigen Anker mit doppelter Bewicklung und einen einzigen Feldmagneten verwenden kann oder auch die Feldmagnete auf die treibende Welle aufkeilen und die Anker mit der angetriebenen Welle verbinden bzw. a.uch den Anker ■ der einen Maschine und den Feidmagneten der anderen mit der treibenden Welle, die übrigen Elemente jeder Maschine aber mit der angetriebenen Welle verbinden kann; anstatt Gleichstrom- können auch Wechselstrommaschinen verwendet werden. Um ein sehr kräftiges Anlassen zu erzielen, kann man durch eine entsprechende Schaltung die Maschinen 16 und 17 als Dynamo und die Hilfsmaschine 15 als Motor arbeiten lassen, welch letztere dabei zur Arbeitsleistung der treibenden Welle beiträgt.

Bei Anwendung der Erfindung auf einen Kraftwagen (Fig. 4) bewegt der gebräuchliche

Claims (6)

1. Petroleummotor 18 unmittelbar die Welle 19. Letztere überträgt ihre Bewegung durch das Kegelgetriebe 20 auf die Welle 21, auf welcher die Anker 22 und 23 der elektrischen Maschinen sitzen. Die Feldmagnete 24, 25 sind an den Enden der Wellen 26, 27 angeordnet, die. durch Transmissionsscheiben 28, 29 mit den Fahrzeugantriebsrädern verbunden sind; 32 stellt die Hilfsdynamomaschine dar.

   Fährt der Wagen in einer Kurve, so werden sich bei jeder Geschwindigkeitsänderung des Wagens sowohl die elektromotorische Kraft der Dynamomaschine als auch die gegenelektromotorische Kraft des Elektromotors im gleichen Sinne ändern, und zwar in einem Verhältnis, welches durch den Krümmungsradius der Kurve bestimmt ist.

   Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel werden die beiden elektrischen Maschinen mit ' 20 verschiedenen, in einem konstanten Verhältnis zueinander stehenden Geschwindigkeiten- bewegt. Der Petroleummotor 31 bewegt die Welle 32 und durch die Getriebe 33, 34, 35 auch die Wellen 36 und 37, auf welchen die Anker 38 und 39 der beiden elektrischen Maschinen sitzen. Die Feldmagnete 40, 41 dieser Maschinen sind durch die Stirnräder 42, 43, 44 mit der anzutreibenden Welle 45 verbunden. Man könnte auch die Anker der beiden elekirischen Maschinen starr, auf eine Hilfswelle aufbringen und den Feldmagneten der einen auf die treibende Welle und den Feldmagneten der anderen Maschine auf die angetriebene Welle aufkeilen, wie Fig. 6 darstellt, in welcher die Anker 46 und 47 der Dynamomaschine und des Elektromotors auf der Hilfswelle 48 angeordnet sind. Der Petroleummotor 49 treibt den auf der treibenden Welle 51 sitzenden Feldmagneten 50 unmittelbar an, und der FeIdmagnet 52 des Elektromotors sitzt auf der angetriebenen Welle 53. Damit die relativen Geschwindigkeiten der Feldmagnete 50, 52 in . bezug auf die Anker 46 und 47 die gleichen sind, werden erstere untereinander und mit der Ankerwelle 48 mittels Differentialgetriebe 54. 55> 5⁶ verbunden.

   P λ τ κ ν τ -A-NS L' κ ϋ (.: j ie :

   ι. Dynamoelektrische Kraftübertragungsvorrichtung, bei der die Anker und Feldmagnete der als Stromerzeuger und Motor zusammenarbeitenden Maschinen teils unter sich, teils mit der treibenden und der getriebenen Welle mechanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Verbindungen so hergestellt sind, daß die Geschwindigkeit der ihren Strom an den Elektromotor abgebenden Dynamomaschine stets der Geschwindigkeit desElektromotors gleich ist oder stets in einem bestimmten Verhältnis zu dieser Geschwindigkeit steht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker zweier in ihrer Größe verschiedener Maschinen fest auf der treibenden Welle sitzen, während die beweglich angeordneten Feldmagnete derselben mit der angetriebenen Welle gekuppelt sind. ,
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleicher Stärke der Dynamomaschine und des Elektromotors auf der treibenden Welle noch ein Hilfsgenerator angeordnet ist, der die beiden anderen Dynamoschinen mit Strom versorgt und unter Umständen beide gleichzeitig als Elektromotoren antreibt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet/ daß je ein Element (Anker oder Feldmagnet) jeder elektrischen Maschine auf einer besonderen Welle sitzt, die durch Getriebe mit der treibenden Welle verbunden sind, während die anderen, gleichfalls auf besonderen Wellen sitzenden Elemente dieser Maschinen sinngemäß durch entsprechende Getriebe mit der getriebenen Welle gekuppelt sind.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 für Kraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Petroleummotor bewegte . treibende Welle mit je einem Element der beiden Maschinen fest verbunden ist, während die zweiten Elemente derselben mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges in mechanischer Verbindung stehen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker der beiden elektrischen Maschinen fest auf einer Hilfswelle aufgekeilt sind, während die zum Teil auf der treibenden, zum Teil auf der getriebenen Welle sitzenden Feldmagnete untereinander und mit der gemeinsamen Ankerwelle durch ein Differentialgetriebe mechanisch verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.