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Elektromagnetische Antriebsvorrichtung, insbesondere zum Anlassen
von Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung,
die hauptsächlich zum Anlassen von Motorwagen bestimmt ist und beruht auf dem Prinzip
der Unipolardynamomaschine, die auch umgekehrt zur Erzeugung eines Gleichstromes
verwendet werden kann.
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Das Wesen der Erfindung eist eine solche Vorrichtung in gedrängter
Anordnung", so daß sie in ein gewöhnliches Schwungrad eingebaut werden kann, das
für gewöhnlich in Verbindung mit Verbrennungskraftmaschinen bei Motorwagen u. dgl.
angewendet wird.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist teils Längsschnitt, teils Seitenansicht einer gemäß der
Erfindung hergestellten Vorrichtung, die in ein Schwungrad eingebaut ist.
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Fig. 2 ist ein Querschnitt, teilweise in Ansicht, nach der Linie 2-2
der Fig. i, und Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i.
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Die Vorrichtung wird hauptsächlich als Motor verwendet, um die .Kurbelwelle
der Maschine in Umlauf zu versetzen, so daß letztere angelassen werden kann. Der
Strom wird für vorliegenden Zweck einer Akkumulatorenbatterie entnommen, die wiederum
den Strom von irgendeiner Quelle erhält, wie z. B. einem besonderen Generator, oder
dadurch, daß die Vorrichtung selbst als Generator getrieben wird.
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Die in- den Zeichnungen. angedeuteten Teile der Verbrennungskraftmaschine
umfassen das Kurbelgehäuse i und den entsprechenden Teil der Kurbelwelle 2, die
das Gehäuse durchsetzt, um ein etwas abgeändertes Schwungrad 3 aufzunehmen, und
zwar wird letzteres nach Art der gewöhnlich hergestellten Schwungräder mit der Welle
. verbunden. Dieses Schwungrad ist außerdem als Teil einer konischen Kupplung angedeutet,
wobei das andere Glied 4 in strichpunktierten Linien dargestellt ist. Das Schwungrad
3 ist mit der Kurbelwelle durch Bolzen 5 verbunden, die durch das Rad und durch
einen Flansch 6 an der Kurbelwelle gehen und vorzugsweise aus Stahl hergestellt
sind. Obgleich das Schwungrad in Teilen hergestellt ist, um das Einbauen der Spule
7 und anderer Teile zu gestatten, kann es trotzdem als einheitliches Gefüge angesehen
werden, durch welches der magnetische Strom um die Spule herumfließen kann. .
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Diese Spule ist ringförmig ausgebildet und - wie dargestellt - in
das Schwungrad eingebettet, wobei die Spule unmittelbar an dem einen Ende 8 mit
dem Material des Schwungrades in elektrischer Verbindung steht, während das andere
äußere Ende g das Schwungrad in einem Kanal oder einer Bohrung io durchsetzt, wo
es von dem Schwungrad selbst isoliert ist. Das äußere Ende g der Spule steht in
elektrischer Verbindung mit einem Kolben ii, vorzugsweise aus Messing, der unter
dem Einfluß einer Feder 12 in radialer Richtung nach inneu getrieben wird, um so
mit einem Sammelring 13 in Berührung zu treten.
Der Sammelring bildet
einen Teil eines- Gehäuses, das, unabhängig von dem Schwungrad angeordnet, von diesem
aber in Stellung -gehalten wird. Der Hauptteil 14 'dieses Gehäuses ist drehbar an
der Nabe 15 des Schwungrades angeordnet-und setzt sich nach dem Kurbelgehäuse der
Maschine fort, wobei Kugellager 16 zwischen dem Gehäuse und der Radnabe vorgesehen
sind. Der innere Teil 17 des Gehäuses; an dem der Sammelring z3 befestigt ist, ist
in ähnlicher Weise durch ein Kugelläger 18` mit dem entsprechenden Teil des Schwungrades
verbunden, so daß das Gehäuse als Ganzes leicht drehbar am Schwungrad angeordnet
ist. Der Strom wird von dem Sammelring 13 durch den Kolben oder die Bürste ii und
durch: das Gehäuse nach einem zweiten Sammelring i9 an der Innenseite des Gehäuses
geleitet, zu welchem Zweck das Gehäuse aus leitendem Material. hergestellt ist.
Diejenigen Stellen des Gehäuses, die zur Fortleitüng des Stromes dienen, müssen
natürlich gegen elektrische Berührung mit dem Hauptteil des Schwungrades isoliert
werden; wie ohne weiteres ersichtlich ist.
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Der Hauptteil 14 des -Gehäuses trägt ein oder mehrere Paare von Zahnrädern
2o, 21 (vorzugsweise werden zwei oder drei solcher Paare angewendet), und diese
Zahnräder sind an einem Achsenstumpf 22 vorgesehen. Das Zahnrad 20 ist mit der Nabe
des zweiten Zahnrades verkeilt oder in anderer Weise nicht drehbar in bezug auf
diese angeordnet. Obgleich diese Zahnräder im wesentlichen denselben, Durchmesser
besitzen, weisen sie eine verschiedene - Zahl von Zähnen zu einem nachstehend beschriebenen
Zweck auf. Das erste Zahnrad 2o steht mit dem Zahnrad 23 in Eingriff, das an der
Nabe deg Schwungrades ausgebildet ist, während das andere Zahnrad 2i auf ein .gegenüberliegendes
ringförmiges Zahnrad 24 eingreift, das, drehbar auf der Nabe des Schwungrades angeordnet,
sich über das Gehäuse hinaus erstreckt und sich in einen Flansch 25 fortsetzt.
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Das Zahnrad 24. bzw. sein Flansch steht in guter elektrischer. Berührung
mit der Nabe des Schwungrades, so daß der von einer Bürste 26 abgegebene Strom durch
den Eingriff der Bürste auf den Flansch von letzteren durch die Nabe und das Rad
hindurch nach dem anderen Ende 8 der Feldspule 7 fließen kann. Von dem äußeren Ende
9 dieser Spule fließt der Strom durch die Bürste ii, den Sammelring 13 und die Teile
17 und 14 des Gehäuses, von"wo der Strom nach dem Sammelring ig an der inneren Seite
des Gehäuses fließt. Ein Kolben oder eine Bürste 27 steht mit dem letztgenannten
Sammelring in Eingriff und wird von dem Flansche 25 des Zahnrades 24 getragen, ist
aber von diesem isoliert und steht mit einem dritten Sammelring 28. in Verbindung,
der ebenfalls von dieseln. Flansche elektrisch isoliert ist. Der dritte Sammelring.
-vervollständigt den elektrischen Stromkreis mit der Stromquelle 29, wie in der
Fig. i schematiseh angedeutet- ist.
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Der- Flansch 25 des Zahnrades 24 ist mit einer Kupplung ausgestattet,
die mit einer ortsfesten Scheibe oder einem ähnlichen Teil 3o zusammenwirkt, der
mit dem IS urbelgehäuse oder einem anderen äußeren Teil starr verbunden ist, um
eine Drehung des Zahnrades nur in einer Richtung zuzulassen. Eine geeignete Kupplungsform
wird dadurch erhalten, daß der Umfang des Flansches ausgespart wird, wie in Fig.
3 angedeutet ist, und Kugeln 32, die in einer Umfangsnut 33 des ortsfesten Rahmens,
der den Flansch umgibt, geführt werden, in die Aussparungen 31 eingelegt werden.
Es ist ersichtlich, daß mit Rücksicht auf -die Form der Aussparungen die Kugeln
32 sich zwischen den Flansch 25 und den -ortsfesten Teil 3o einkeilen werden, @
so daß der Flansch daran verhindert wird, sich nach -rechts oder im- Sinne der Uhrzeigerbewegung,
bezogen auf die Fig.3, zu drehen, während sie sich ungestört in der entgegengesetzten
Richtung drehen kann.
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Es ist bereits hervorgehoben worden, daß die Zahl der Zähne an den
beiden Zahnrädern 2o und 21 verschieden ist; ebenso ist die Zahnzahl an der Nabe
des Schwungrades verschieden von der des Zahnrades 24, so daß eine Differential-oder
Verschubwirkung hervorgerufen wird,wenn das Schwungrad relativ zum Zahnrad 24 gedreht
wird, oder umgekehrt, so daß das Schwungrad gedreht wird, wenn das Gehäusa in Umlauf
gesetzt wird, wobei das Verhältnis der Zähne der Räder so gehalten ist, daß eine
bedeutende Herabsetzung der Geschwindigkeit zwischen dem Gehäuse und dem Schwungrad
eintritt, wobei angenommen wird, daß ersteres das treibende Glied ist. Das Gehäuse
wird zum treibenden Glied, wenn beim Stillstand sämtlicher Teile ein Strom durch
die Feldspule dadurch geleitet wird, daß der äußere Teil des Stromkreises, der mit
den beiden .Sammelringen an dem Flansch des Zahnrades 24 verbunden ist, geschlossen
wird, da der Weg des Stromes durch das Gehäuse die Kraftlinien der Feldspule schneidet,
wie in dem schraffierten Teil der Fig. i angedeutet ist. Es wird dann dementsprechend
eine Rückwirkung zwischen dem Gehäuse, das als Anker -betrachtet werden kann, und
dem Schwungrad, das die Feldspule träg, eintreten. Die sich ergebende Drehung des
Ankers findet in der Richtung statt, in welcher das Zahnrad 24 nach rechts, d. h.
im Sinne der Uhrzeigerbewegung, bezogen auf Fig.3, gedreht wird: Diese Drehung wird
indessen durch die Wirkung der Kupplung zwischen dem Flansch 25
und dem ortsfesten
Teil 30 verhindert. Die weitere Drehung des. Ankers beding dann ein Drehen
des Schwungrades .mit verringerter Geschwindigkeit, die von-der Zahnzahl der Räder
abhängt,
die leicht berechnet werden kann, um ein gewünschtes Ergebnis herbeizuführen.
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Die7'Drehrichtung der Teile in dem vorliegenden Fall wird ebenfalls
durch die Zahnräder - bedingt. Wenn angenommen wird, daß das Zahnrad 24 des ortsfesten.
Gliedes zwanzig Zähne, das Rad 21 neunzehn Zähne, das Rad 2o einundzwanzig Zähne
und das Rad 23 achtzehn Zähne,,besitzen, werdender Anker und das Schwungrad in entgegengesetzten
Richtungen zueinander sich drehen, aber dies kann dadurch verändert werden, 'daß
einfach die Zahl der Zähne der verschiedenen Räder verändert wird. Der Vorteil,
daß - der Anker un$ das Feld sich in entgegengesetzter Richtung zueinander drehen,
besteht darin, daß eine größere .relative Geschwindigkeit zwischen den beiden Teilen
stattfindet.
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Wenn erwünscht wird, daß der Anker und das Feld sich in derselben
Richturig drehen, muß die Zahnzahl der Räder verändert werden, wie z. B. neunzehn
Zähne für das Rad 24, einundzwanzig Zähne für das Rad 21, achtzehn. Zähne für das
Rad-2o und einundzwanzig Zähne für das Rad 23. Bei dieser Anordnung drehen sich
Feld und Anker in derselben Richtung.