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Elektrische Kraftübertragung, bei der die Arbeit einer Kraftmaschine
auf einen angetriebenen Teil durch Vermittlung eines Generatorankers und eines von
diesem gespeisten IVlotorankers übertragen wird. Die Erfindung bezieht sich auf
eine elektrische Kraftübertragung, bei der die Arbeit einer Kraftmaschine o. dgl.
auf den anzutreibenden Teil durch Vermittlung eines von der Kraftmaschine angetriebenen
Generatorankers erfolgt. Dieser führt einem mit dem anzutreibenden Teil verbundenen
Motoranker Strom zu. Beide Anker laufen in einem gemeinsamen ruhenden Kraftlinienfelde
um. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird die Regelung der Drehzahl des Motorankers-
durch Veränderung eines zwischen den beiden Ankern eingeschalteten Widerstandes
erreicht. Diese Einrichtung läßt aber nur eine Änderung der Umlaufzahl des Motorankers,
nicht aber die Regelung des Verhältnisses der Drehmomente der beiden Anker zu. Aber
auch die Regelung der Drehzahl läßt sich bei diesen bekanntenKraftübertragungseinrichtungen
praktisch nur dann erreichen, wenn man den Geneiatoranker mit konstanter Geschwindigkeit
umlaufen läßt und die Belastung ebenfalls konstant hält; andernfalls arbeitet die
Einrichtung außerordentlich labil und unzuverlässig. Der praktische Wert derartiger
Anlagen ist dementsprechend nur gering.
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Gemäß der Erfindung werden !die angeführten Übelstände dadurch vermieden,
daß der Generatoranker der Kraftübertragungsanlage mit mehreren an besondere Stromwender
angeschlossenen@ Wicklungen versehen ist, die nach Bedarf mittels eines Steuerschalters
o. dgl. parallel oder hintereinander oder gemischt geschaltet werden und mit der
Wicklung des Motorankers und den Erregerwicklungen so verbunden werden können, daß
jeder Belastung und Geschwindigkeit bestimmte Drehmomente der Anker entsprechen.
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Weitere Verbesserungen beziehen sich auf die besondere Anordnung und
Ausbildung der Wicklungselemente des Motorankers sowie auf besondere Schaltungen
bei mit einer Akkumulatorenbatterie zusammen arbeitenden Kraftübertragungen der
fraglichen Art.
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In der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
darstellt, ist Abb. i eine Ansicht mit teilweisem Schnitt durch die Kraftübertragungseinrichtung;
Abb. :2 ist eine Ansicht, die schematisch die ' Anwendung der Kraftübertragungseinrichtung
auf ein Automobil veranschaulicht; sie zeigt die Anordnung des Antriebsmotors o.
dgl. der Kraftü'bertragungseinrichtung und des getriebenen Teils zusammen mit dem
Rahmenwerk, das die verschiedenen Teile zusaminenhält.
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Abb. 3 ist ein Schaltungsschema; Abb. 4 ist ein Diagramm eines Teils
der zweiten Wicklung; Abb. 5 veranschaulicht in schematischer Weise drei Ansichten
eines der Leiter der rirehbaren zweiten Wicklung; .
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Abb. 6 zeigt einen Teil der zweiten Wicklung.im Schnitt; Abb. 7 stellt
drei Ansichten des in Verbindung mit dem Generatoranker benutzten Kommutators dar.
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Wie Abb. i erkennen läßt, enthält die elel:-trische Kraftübertragungseinrichtung
einen elektrischen Generatormotor B, der einen äußeren Feldmagnetkörper besitzt.
Dieser besteht aus dem Magnetjoche C, den Magnetkernen und -polen G sowie den Feldwicklungen
D. Außerdem enthält der Generatormotor einen Anker F mit Kern und Wicklungen und
eine drehbare zweite Wicklung E, die zwischen dem Feldkörper und dem Anker untergebracht
ist.
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An dem Feldkörper sind die Stirnkappen 11, H, befestigt. Mit der drehbaren
Wicklung E sind die Armkreuze oder Speichensterne 1, 1, verbunden, von denen
der letztere auf der Welle 1, befestigt ist, die durch ihn angetrieben wird.
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Der Anker F ist mit der Welle J verbunden und wird von dieser angetrieben.
J" und J.. sind Kupplungen, die auf den Wellen J bzw. J, sitzen und den Zweck haben,
die drehbaren Elemente der Kraftübertragungseinrichtung mit dem treibenden bzw.
dem getriebenenTeile zu verbinden. Eine Kupplung beliebiger Art kann benutzt werden,
um den Anker F mit der drehbaren Wicklung E zu verbinden, derart, daß sie gemeinsam
umlaufen. Die dargestellte Kupplung besteht aus Metallscheiben K, die durch die
Welle f1 angetrieben werden und Metallscheiben K1, die vom Ankerstern 1. aus ihren
Antrieb erhalten. Die lütztgenannten Scheiben sind auf ihren Reibflächen
mit
einem beliebigen Reibkörper K; versehen. Die drehbare Wicklung E mit den Armsternen
I. I, und der Welle f1 werden durch geeignete Lager 31, 111, getragen, die
ihrerseits in den Stirnkappen H, Hz ruhen. Der Anker F wird von Lagern N, N1 getragen.
Das Lager lNT sitzt an dem verstärkten Eride der Welle T" während das Lager N, durch
die Kappe H Betrag; n wird.
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Die Bürsten., die die Wirkung 3 mit Strom versorgen, sind mit 0 bezeichnet.
,Sie werden von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Bürstenhalter getragen,
der an dem Vorsprung P der pappe H befestigt ist. Die Bürsten 0, 0. und 0,
versorgen den Anker F mit Strom. Sie werden ebenfalls von dem Vorsprung P der Kappe
H getragen.
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Wie Abb. a zeigt, ist der Anker F des Generatormotors B mit der Antriebsmaschine
A durch eine Kupplung 1, verbunden. Die drehbare Wicklung E ist mittels der
Kupplung T, mit der Triebwelle S des Automobils gekuppelt und erteilt dieser den
Antrieb. Die Triebwelle S steht mit den Rädern R durch ein Getriebe bekannter Art
in Verbindung.
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In Abb. 3 ist die drehbare zweite Wicklung mit E bezeichnet. Die Hauptankerwicklungen
sind F, F, F, und die Feldspulen D, Dl, tY ist ein Akkumulator oder eine Sekundärbatterie
beliebiger Art. Mit T ist ein Relaisschalter bezeichnet, der bei einer bestimmten
Spannung in Tätigkeit tritt und die Akkumulatorenbatterie IW in den Ankerstromkreis
ein- bzw. aus ihm ausschaltet. U ist ein gewöhnlicher einpoliger Schalter. Die Ankerwicklungen,
Feldwicklungen usw. sind untereinander in gehöriger Weise durch Kontakte verbunden,
die in einer unter der Bezeichnung >,'Trommelschalter« bekannter Vorrichtung angebracht
sind. In Abb.3 sind die auf der Trommel angeordneten Kontakte in Abwicklung dargestellt,
um den Stromverlauf deutlicher zu veranschaulichen. Die verschiedenen die Kraftübertragungseinrichtung
bildenden elektrischen Elemente sind mit den Kontaktbürsten i bis 15 elektrisch
verbunden. Wird die (in Abb.3 in Abwicklung dargestellte) Trommel gedreht, sä treten
die erwähnten Kontaktbürsten mit den Kontakten und untereinander in Verbindung,
so daß der Strom durch die Stromkreise in der gewünschten Weise seinen Lauf nimmt.
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Abb. d. veranschaulicht die Art und Weise, in der die Leiter in einem
Teile der Wicklung E in einem mit sechs Polen ausgerüsteten Generatormotor verbunden
sind. Mit ioi bis 107 sind einzelne Leiter der WicklungE bezeichnet. Der
Strom fließt beispielsweise von der Bürste zum Leiter ioi, von diesem durch die
rückwärtige Querverbindung 8i zum Leiter io2, durch Leiter io2 zu der vorderen Ouerverbindun.g
82 zum Leiter 103, von hder durch Leiter 103 zu der rückwärtigen (Querverbindung
83 zum Leiter io.I, durch diesen zur vorderen Querverbindung 8.4 zum Leiter io5,
durch diesen zur rückwärtigen Querverbindung 85 zum Leiter roh, von diesem durch
die vordere Querv erbindung 86 zum Leiter 107. Damit ist ein Stromkreis der
Wicklung E geschlossen. Die Wicklung ist allgemein als sechspolige Wellenwicklung
bek2 mit.
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In Abb. 5 ist einer der Leiter, aus denen die Wicklung E besteht,
in drei Ansichten dargestellt. Abb. 5a ist eine Seitenansicht des Leiters, der aus
Kupfer oder anderem gut leitenden '-#Ietali besteht. Abb.5b ist .eine 'Ansicht des
Leiters von oben, während Abb.5c den Leiter von einem Ende aus gesehen zeigt. Seitlich
in den Leiter ist eine Schiene d aus Weicheisen eingesetzt. Diese Weicheisenschiene
ist von gleicherLänge wie die Polfläche und bildet einen Teil des Leiters, um die
Reluktanz des magnetischen Kreises durch die drehbare Wicklung F_ zu verringern.
e, e sind Lappen, irit denen die End- oder Querverbinder zur .Bildung der Ankerstromkreise
verbunden sind.
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Abb,. 6 stellt einen Schnitt durch die Leiter nach der Linie W-@ der
Abb. 5 dar; sie zeigt zehn solcher Leiter der Wicklung E. Mit d sind die Weicheisenteile
bezeichnet, während e die Verbindungslappen und g die die einzelnen Leiter trennende
Isolation darstellt.
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Abb. 7 zeigt in drei Ansichten drei der Strom-,venderschienen h, k
und nz, wie sie in dem Stromwender des Generatormotors B angeordnet sind. Die Ansicht
i zeigt die Schienen in Aufsicht, Ansicht 2 von vorn, während Ansicht 3 ein Schnitt
nach der Linie y-y der Ansicht i ist. Jede Stromwenderschi.ene besitzt einen T-förmigeii
Vorsprung. Der Vorsprung der Schiene 1a ist mit t, der der Schiene k mit t1 und
der der Schiene nz mit t, bezeichnet. Der V-förmige Vorsprung sowohl wie auch die
Stromwenderschiene, mit der er verbunden ist, sind von allen anderen Schienen isoliert.
Wird die Kraftübertragungseinrichtung in Verbindung mit einem Kraft- i wagen benutzt,
so kann' sie gleichzeitig zum Anlassen des Motors sowie zur Lieferung von Strom
zum Zwecke des Aufladens der Batterie und für die Beleuchtung sowie zu anderen Zwecken
verwendet werden, für die elektri- i scher Strom gbraucht werden kann. Zum Anlassen
des :.Motors ist es nötig, irgendeine Elektrizitätsduelle, beispielsweis einen Akhuniulator
sowie geeignete Schalter vorzusehen, um den Strom zu veranlassen, daß er in richtiger
Weise seinen Lauf nimmt. Beim Anlassen des :'Motors wird der Schalter LT geschlosssen
und
die Steuertrommel gedreht, bis die Kontaktiiürsten mit der Metallschiene in Berührung
sind, durch die die mit »Anlassen« bezeichnete gestrichelte Linie geht. In dieser
Stellung fließt der Strom von der Batterie durch den Draht zo zu dein Draht 19,
durch den Schalter LT zum Draht 18 und zur Kontaktbürste i -j. Die quer verbundenen
Metallschienen leiten den Strom zur Kontaktbürste i:2, von wo er durch die Ankerwicklung
F; zur Kontaktbürste i i, durch Vermittlung der betreffenden 'Metallschiene zur
Kontaktbürste io, von hier durch die Ankerwicklung F, zur Kontaktbürste c) und durch
die betreffende Schiene zur Kontaktbürste 8 fließt. Der Strom gela dann durch die
Wicklung F zur Kontaktbürste 7 durch die betreffende Schiene. zur Kontaktbürste
6, von dieser durch die - Wicklung E zur Kontaktbürste 5, durch die betreffende
@\Ietallschiene zur Kontaktbürste .1 ., von hier durch die Feldspule D, zur Kontaktbürste
3, durch die Schiene zur Bürste 2, von dieser durch die Feldspule D zur Kontaktbürste
i und von hier durch messingne Querverbindungsschienen und den Draht 17 und 16 zur
Batterie zurück. r Soll die Antriebswelle des betreffenden Kraftwagens mit ein Drittel
der Geschwindigkeit des Antriebsmotors und dem dreifachen Drehmoment angetrieben
werden, so wird die Steuertrommel gedreht, bis die Kontaktbürsten auf den Kontakten
liegen, durch die die mit »dritte Geschwindigkeit« bezeichnete gestrichelte Linie
geht. In dieser Stellung werden die Wicklungen F, F" F. zu Generatorwicklungen
und die Wicklung E zur Motorwicklung. Läßt man die Kraftübertragungseinrichtung
in der Stellung: »dritte Geschwindigkeit« laufen, so arbeiten die Generatorankerwicklungen
F, F" F= parallel zuuinander und in Reihe mit den Feldspulen I-), Dl, die ebenfalls
parallel zueinander und in Reihe mit den Motorwicklungen E liegen. Die Kontaktbürsten
8, io, i2 sind durch die Querverbindungsschienen unter sich lind ebenfalls die Kontaktbürsten
7, 9, 11 durch die entsprechenden Querverbindungsschienen unter sich verbunden.
Ebenso sind- die Kontaktbürsten 2, .4 und die Kontaktbürsten i, 3 durch die betreffenden
Querverbindungsschienen unter sich verbunden. Der Strom fließt dann von den Kontaktbürsten
7, c;, i z durch die Ankerwicklungen F, F" F., zu den Kontaktbürsten 8, io,
12, von hier durch die Querverbindungen zu der Kontaktbürste 6, durch die Wicklung
E zur Kontaktbürste 5, von dieser zu den Bürsten -2, q. durch die Feldspulen
D, D, zu den Bürsten i, 3 und von hier zurück zu den Bürsten 7, 9, 11.
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Wenn die Treibwelle des Kraftwagens mit zwei. Drittel der Geschwindigkeit
und dein Anderthalbfachen des Drehmoments des Antriebsmotors umlaufen soll, wird
die Steuertrommel so weit gedreht, bis die Kontaktbürsten auf die Kontakte zu liegen
kommen, durch die die mit »zweite Geschwindigkeit« bezeichnete gestrichelte Linie
geht. In dieser Stellung sind die Generatorankerwicklungen F, Ff, FK unter
sich in Reihe-parallel und mit den Feldspulen hintereinander geschaltet, die ihrerseits
unter sich parallel und mit der Motorwicklung E hintereinander geschaltet sind.
Die Generatorankerwicklungen F, F1 liegen unter sich parallel und mit der Generatoranker
w icklung F, in Hintereinanderschaltung. Verfolgt man die Richtung des Stromes in
dieser Stellung und gehrt von der Kontaktbürste i i aus, so ergibt sich folgender
Stromverlauf. Der Strom fließt durch die Ankerwicklung F.; zur Kontaktbürste 12,
von hier durch die Querverbindung zur Bürste 6, durch die Motorwicklung E zur Bürste
5, zu den Bürsten 2, d. durch die Feldspulen D, D, zu den Bürsten i, 3, von hier
durch die Querverhindungen zu den Bürsten 7, 9, durch die Ankerwicklungen F, F,
zu 'den Bürsten 8, io und über die Querverbindungen zurück zur Bürste i i.
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Soll die Antriebswelle mit derselben Geschwindigkeit und demselben
Drehmoment wie die Motorwelle angetrieben werden, so wird die Steuertrommel so weit
gedreht, bis dicKontaktbürsten denKontaktstücken gegenüberliegen, durch die die
mit »erste Geschwindigkeit« bezeichnete gestrichelte Linie geht. In dieser Stellung
liegen die Ankerwicklungen F, F, - und F, in Reihe miteinander und in Reihe mit
den Feldspulen, die ihrerseits ebenfalls in Reihe hintereinander und in Reihe mit
der Motorwicklung F_ liegen. Der Stromverlauf ist, bei der Kontaktbürste 7 angefangen,
folgender. Der Strom fließt von der Bürste 7 durch die Ankerwicklung F zur Bürste
8, zur Bürste 9, durch die Wicklung F, zur Bürste i o, zur Bürste i i und von hier
durch die Wicklung F;, zur Bürste 12, durch die Querverbindungen zur Bürste 6, durch
die Wicklung E zur Bürste 5, zur Bürste q., durch die Feldspule D, zur Bürste 3,
zur Bürstet, durch die Feldspule D zur Bürste i und über die Querverbindungen zur
Bürste 7 zurück.
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Wenn die Antriebswelle unmittelbar vom Motor angetrieben werden soll,
so wird die betreffende Kupplung eingerückt. Die Übertragung findet dann ohne Vermittlung
von elektrischen oder magnetischen Wechselwirkungen innerhalb der übertragungseinri,chtung
statt. In der in Abb. 3 mit »Direkt« bezeichneten Stellung wirkt die Übertragungs-
j einrichtung als Generator zurr Aufladen der Batterie und zur Lieferung des elektrischen
Stromes
für den Elektromagneten, der die Kupplung einrückt. Die Steuertrommel wird zu diesem
Zwecke so weit gedreht, bis die Kontaktbürsten mit den Kontakten in Berührung kommen,
durch die die mit »Direkt« bezeichnete Linie geht. In dieser Stellung liegen die
Ankerwicklungen F, F" F. in Reihe tnit den Feldspulen D, D, und laden die Batterie
S. Der Strom verläuft von der Kontaktbürste 7 durch die Ankerwicklung F zur bürste
B. Bürste q, durch die Wicklung F, zur Bürste ro, Bürste i i, durch Wicklung F,
zur Bürste 12, von hier über. die QQuerverbindungen zur Bürste 15. Von dieser Bürste
geht der Strom durch den Draht 21 zur Kupplungsspule Z, durch den Draht 22 zum Schalter
23 (der Schalthebel müßte in der betreffenden Stellung mit dem Kontaktstift 25 in
Berührung sein; der Hebel ist in Abb. 3 in der Anlaßstellung dargestellt), zurr
Kontakt 25 und durch den Draht 20 zur Batterie. Von hier fließt der Strom durch
den Draht 16, Draht 17 zur Bürste 13, über die Querverbindungen zur Bürste q., durch
die Feldspule D, zur Bürste 3, Bürste 2, durch die Feldspule D zur Bürste i und
über die Querverbindung zurück zur Bürste 7.
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Soll die Einrichtung als Bremse wirken, so wird die Steuertrommel
so weit gedreht, bis die Kontaktbürsten auf die Kontakte zu liegen kommen, durch
die die mit-- »Bremse« bezeichnete gestrichelte Linie geht. In dieser Stellung wirkt
die Wicklung E als Generatorwicklung; sie ist durch die Feldspulen und einen Widerstand
teilweise kurzgeschlossen. Der Strom verläuft von der Kontaktbürste 5 durch die
Wicklung E zur Bürste 6, über die Querverbindungen zur Bürste q., durch die Feldwicklung
D, zur Bürste 3, Bürste 2, durch die Feldwicklung D zur Bürste i und von hier über
denWiderstand 26 zur Bürste 5.
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Soll die Antriebswelle des Kraftwagens durch Vermittlung der Übertragungseinrichtung
in umgekehrtem Drehsinne wie der Antriebsmotor umgetrieben werden, so wird die Steuerwalze
so weit gedreht, bis die Kontaktbürsten mit denjenigen Kontakten in Berührung kommen,
die durch die Linie »Rückwärts« bezeichnet sind. In dieser Stellung sind die Ankerwicklungen
F, F" F. unter sich parallel geschaltet und liegen mit der Motorwicklung E und den
Erregerwicklungen D, D, in Reihe. Dabei ist die Verbindung eine solche, daß
die Wicklung E in umgekehrter Richtung umläuft wie der durch den Motor angetriebene
Anker. Der Strom geht- von den Kontaktbürsten 7, g,. 11 aus durch die Wickhingen
F, F" F2 zu den Bürsten 8, io, 12, von hier über die Querverbindungen zu der Bürste
5 und durch die Wicklung E zur Bürste 6; zur Bürste q., durch die Feldspule D,.
zur Bürste 3, zur Bürste 2, durch die Feldspule D zur Bürste i und über die Querverbindungen
zurück zu den Bürsten 7, g, 11.
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Wird- die Steuertrommel bis in die Linie gedreht, die mit »Neutral«
bezeichnet ist, so :find sämtliche Anker- und Feldstromkreise offen.
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Wird die Trommel in die mit »Direkt« bezeichnete Stellung gedreht,
und soll die Batterie geläden werden, so maß zur Erregung der Feldmagnete ein geschlossener
Stromkreis vorhanden sein, da die Feldspulen mit dem Anker in Reihe geschaltet sind.
Um einen Stromfluß zu veranlassen, wird quer über einen Ankerleiter und eine Feldverbindung
ein Widerstand I' gelegt, wodurch die Anker- und Feldstronikreise geschlossen werden,
so daß die Erregung des Feldes erfolgt. Der Stromverlauf ist folgender: Der Strom
geht von der Bürste 7 durch die Wicklungen F, F" F, zur Bürste 15, zum Draht 2i,
durch die Spule Z, durch den Draht 22 zum Schalthebel 23, zum Draht 2d., durch die
linke Hälfte des Widerstandes F% zum Draht 16, zum Draht 17, zur Bürste 13 und zurück
über die Feldspulen D, D, zur Bürste 7.
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Verursacht der durch - den Widerstand fließende Strom einen größeren
Spannungsabfall als zum Laden der Batterie erforderlich ist, so wird die Spule auf
dem Magnet T, die zum Widerstande V parallel geschaltet ist, erregt und hebt den
Schalthebel z3, so daß er finit dem Kontaktknopf 25 in Berührung tritt, tii=d der
Strom, der durch den Widerstand V fleß, durch die Batterie hindurchgeleitet wird,
wodurch die Ladung erfolgt. Die Spule ist so angeordnet, daß, wenn die durch die
Übertragungseinrichtung gelieferte Spannung unter die Batteriespannung sinkt, der
Schalthebel 23 herabfällt und dadurch den Widerstand V wieder einschaltet. Der Kontakt
27 und die rechte Hälfte des Widerstandes V dient zur Aufrechterhaltung des Stromkreises,
wenn der Schalthebel 23 sich nach oben oder unten bew-: gt, und verhindert außerdem,
daß der Hebel 23 die Batterie kurzschließt, wenn er sich über die Kontaktstücke
bewegt.
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Die drehbare Wicklung E ist aus Verbundleitern nach Art der in Abb.
5 dargestellten aufgebaut. Diese Leiter sind in Form eines Zylinders durch die Stahlringe
O, 0,_ sicher zusammengehalten und werden durch die in Abb. i mit R, R, bezeichneten
Querverbindungen in geeigneter Weise miteinander verbanden. Die Stahlringe O, O,
sind von den Leitern durch ein geeignetes Isolierungsmittel isoliert. Die Enden
der Leiter bilden den Kommutator der Wicklung.
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Der Anker F, der ähnlich wie die bekannten Gleichstromanker ausgebildet
ist, ist mit drei besonderen Ankerwicklungen versehen. Eine
Ankerwicklung
ist mit sämtlichen Kommutatorschienen verbunden, deren T-förmigen Vorsprünge mit
dem in Abb,. 7 mit t, bezeichneten Teil in derselben Umfangslinie liegen. Eine andere
Ankerwicklung ist mit sämtlichen Kommutatorschienen verbunden, deren T-förmigen
Vorsprünge in einer Umfangslinie mit den in Abb. 7 mit t,. bezeichneten Teilen liegen,
während eine dritte Ankerwicklung mit allen Kommutatorschienen verbunden ist, deren
T-förmigen Vorsprünge mit dem Teile t in derselben Umfangslinie liegen. Auf diese
Weise entsteht ein Kommutatorgebilde, das drei besondere voneinander unabhängige
Kommutatoren enthält, derart, daß ein Kern sämtliche Schienen zusammenhält, und
d'aß die Verbindungslappen für die drei Komrnutatoren in geeigneter Lage sich befinden,
um mit den Ankerspulen verbunden zu werden.
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Die Handhabung der Einrichtung ist folgende: Die Antriebsmaschine
A wird angelassen, wodurch der mit ihr verbundene Anker F mit der Umlaufzahl der
Maschine in Umdrehung versetzt wird. Die Steuertrommel wird in die Stellung »dritte
Geschwindigkeit« gebracht, wodurch die betreffenden Übertragungsstromkreise in geeigneter
Weise geschlossen werden. Sobald alle Wicklungen auf dem Anker F in Reihe geschaltet
sind, ergibt sich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dieselbe Anzahl
Drahtwindungen, wie sie die zweite Wicklung E enthält, bei der gleichen im Anker
und in der Wicklung E fließenden Stromstärke sind also auch die Amperewindungen
dieselben. In der Stellung »dritte Geschwindigkeit« würde also, da die drei Ankerwicklungen
F, F,, M parallel geschaltet sind, nur ein Drittel der Amperewind'ungen auf dem
Anker F sein, wie sie die Wicklung E aufweist, wenn derselbe Strom die Wicklungen
F und E durchfließt. Beide Wicklungen stehen unter dem Einfluß desselben Magnetfeldes,
und während dessen Stärke geregelt werden kann, ist der dem Anker F und der Wicklung
E zugeführte Kraftlinienfluß jederzeit im wesentlichen derselbe.
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Wie erwähnt, läuft der Anker F mit der Geschwindigkeit des Antriebsmotors
um und wirkt als Generator. Die Wicklung E ist mit der Triebwelle S verbunden und
wirkt als Motor. Die stromerzeugenden Ankerwicklungen auf F sind unter sich parallel
und mit den Feldspulen D, D,. in Reihe geschaltet, die ihrerseits parallel
zueinander liegen. Da die Wicklung E in Reihe sowohl mit den Feldspulen D, D, wie
auch mit den Generator ankerwicklungen F, F,. Fz liegt, kreist sie mit ein Drittel
der Umlaufszahl des Generatorankers F, und das durch die Motorwicklung E ausgeübte
Drehmoment ist dreimal so groß wie dasjenige, das von der Antriebsmaschine auf den
Generatoranker F ausgeübt wird.
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In ähnlicher Weise erhält man, wenn die Steuertrommel in die Stellung
»zweite Geschwindigkeit« gedreht wird, auf dem Anker F zwei Drittel der.Amperewindungen
der Wicklung E, so daß die Wicklung E mit zwei Drittel der Geschwindigkeit des Generator-@-
ankers F umläuft, und das auf die Triebwelle übertragene Drehmoment entsprechend
gesteigert wird.
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In der Stellung »erste Geschwindigkeit« haben die -Ankerwicklungen
und die VVicklüng E gleiche Amperewindungszahl, und die Triebwelle wird mit im wesentlichen
derselben Geschwindigkeit und demselben Drehmoment angetrieben, wie es die Antriebsmaschine
A i liefert.
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In der Stellung »Direkt« ist die Motorwicklung E aus dem _Stromkreis
ausgeschaltet, und die Kraft wird durch die Reibungskupplung unmittelbar auf -die
Triebwelle übertragen. Der Generatoranker ist so geschaltet, daß er die Batterie
lädt.
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Soll eine Bremswirkung ausgeübt werden, so wird die Motorwicklung
E durch den Widerstand 26 teilweise kurzgeschlossen.
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Wenn die Drehrichtung der Triebwelle umgekehrt werden und das Fahrzeug
rückwärts fahren soll, so wird die Steuertrommel soweit gedreht, daß die Kontakte
in der Stellung »Rückwärts« stehen. Die Verbindungen sind dann derart, daß die Motorwicklung
E in umgekehrter Richtung gegenüber der Drehrichtung des Generatorankers F umläuft.
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Soll der Kraftwagen ohne Vermittlung der elektrischenKraftübertragungseinrichtung
angetrieben werden, so kann die Reibungskupplung mittels des Hebels s von Hand eingerückt
werden.
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Durchfließt der Strom die Leiter des Ankers F und die Wicklung E in
umgekehrter Richtung, so tritt eine elektromagnetische Rückwirkung ein. Diese Wirkung
hat zur Folge, daß, wenn der Anker F und die Wicklung E in derselben Richtung umlaufen,
der erstere die Wicklung E in derselben Richtung mitzieht, wobei ein Teil des Drehmoments
des Antriebsmotors unmittelbar auf die Wickhing E übertragen und der in den Ankerleitern
fließende Strom entsprechend verringert wird. Fließt der Strom in den Leitern des
Ankers F in umgekehrter Richtung wie in den Leitern der Wicklung E, so werden die
i gegenseitigen magnetischen Einwirkungen beider Wicklungen auf ,das gemeinsame
Feld entweder ganz oder teilweise aufgehoben und dadurch der Neigung zu Funkenbildung
an den Bürsten begegnet.
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Bei der gleichen Amperewindungszahl in beiden Wicklungen und umgekehrter
Stromrichteng
finden, wie erwähnt, keine elektromagnetischen Wirkungen
auf das Feld statt. Werden die Amperewindunge n in den beiden Wicklungen geändert,
so ändern sich die Wirkungen in direktem Verhältnis zu der Zahl der Windungen in
beiden Wicklungen.
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Um den zerstörenden Wirkungen der Lichtbogenbildung an der Steuerwalze
zu begegnen, wenn die Stromkreise geöffnet werden, werden die Feldspulen kurzgeschlossen;
ferner wird das Feld geschwächt und der Strom auf den Wert Null verringert, bevor
die Stromkreise unterbrochen werden. Gemäß Abb. 3 ist eine metallische Kontaktschiene
X zwischen jeder Reihe Querverbindungsschienen auf der Trommel angebracht. Die Bürsten
r, a, 3, d sind länger als die übrigen Kontaktbürsten. Wenn die Trommel gedreht
wird, machen die Schienen X mit den Bürsten r, 2, 3, q. Kontakt und schließen die
Feldspulen D, Dl, wodurch das Feld vernichtet sowie Spannung und Strom auf Null
gebracht werden, bevor einer der anderen Stromkreise unterbrochen wird.
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In der Stellung »Direkt« fließt (abgesehen von dem für die Ladung
der Batterie und die Speisung der Lampen benötigten) kein Strom in den Ankerwicklungen,
der zweiten Wicklung oder den Feldspulen. Der Ladestrom für die Batterie fließt
dann durch die Magnetspule Z, .erregt den Magnetkern und beeinflußt den Hebels derart,
daß die Reibungskupplung automatisch in Tätigkeit tritt und den Anker mit der zweiten
Wicklung kuppelt.
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Es ist ersichtlich, daß bei der beschriebenen Ausführung eine verhältnismäßig
niedrige Reluktaniz zwischen der Ankerwicklung und dem Felde und eine verhältnismäßig
hohe Reluktanz zwischen benachbarten Feldmagneten besteht, so daß sowohl die Ankerwicklung
wie auch die Zwischenwicklung einen möglichst großen, beiden gemeinsamen Kraftlinienfluß
schneiden. Der Kraftlinienfluß kann mit Leichtigkeit in radialer Richtung die Maschine
durchdringen, soweit die Ankerwicklung und die Zwischen- oder zweite Wicklung in
Frage komant. Dagegen ist der Durchtritt der Kraftlinien durch die Maschine in der
Umfangsrichtung erschwert.
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Aus dem Dargestellten ergibt sich, daß unter Umständen die Wicklung
E in Reihe mit den Wicklungen F, F1 und F= des Generatorankers liegt und dementsprechend
die Wick-Iring F_ das Bestreben haben wird, sich zu drehen. Diesem Bestreben wirkt
beim Anlassen für gewöhnlich die Reibung des angetriebenen Teiles entgegen; es kann
aber nötigen falls auch durch Anwendung einer geeigneten Bremse ö. dgl. bekämpft
werden. Es hat sich herausgestellt, d'aß diese Reihenschalteng der Wicklungen außerordentlich
vorteilhaft ist, insofern, als sie dazu dient, die Ankerrückwirkung zu verringern
und allzu starke Funkenbildung an den Bürsten zu verhindern. Natürlich könnte die
Wicklung E dadurch, daß man die betreffenden Kontaktstreifen des Steuerschalters
in geeigneter Weise miteinander verbindet, beim Anlassen aus dem Stromkreise ausgeschaltet
werden.