DE3533764A1

DE3533764A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3533764A1
Application number: DE19853533764
Authority: DE
Inventors: George Joseph Battle Creek Mich. Trusock
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1985-09-21
Publication date: 1986-05-15
Also published as: JPS61161905A; GB8522737D0; KR890002127B1; CA1243756A; GB2165108A; KR860002415A; GB2165108B; DE3533764C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrantriebe; im besonderen bezieht sie sich auf ein Antriebssystem mit Gleichstrom-Reihenschlußmotoren, die zum Antrieb voneinander unabhängiger Lasten hinter einandergeschaltet sind.

In bestimmten Anwendungsfällen ist es wünschenswert, zwei voneinander unabhängige Lasten mit separaten Gleichstrom-Reihenschlußmotoren anzutreiben, die in einer Serienschaltung angeschlossen und von einer gemeinsamen Spannungsquelle gespeist sind. Ein spezielles Beispiel 1st der Fahrantrieb für einen Hublader, von welchem die hier dargelegte Erfindung ausgegangen ist. Es ist bei bestimmten

Hubladern üblich gewesen, zum Antrieb der beiden Antriebsräder separate Reihenschlußmotoren vorzusehen. Der Grund für die Verwendung zweier separater Motoren anstelle eines größeren Motors liegt in den Kosten; der Antriebstrakt für einen einzigen großen Motor kostet bedeutend mehr als zwei separate Antriebstrakte mit zwei kleineren Motoren. Bisher sind die Reihenschlußmotoren elektrisch parallel geschaltet gewesen und es besaß jeder Motor seine eigene separate Drehrichtungsumschalteinrichtung und bestimmte andere separate Schaltkreiskomponenten .

Es bestand Klarheit darüber, daß zusätzliche Kostenersparnisse erzielbar wären, wenn die zwei separaten Reihenschlußmotoren elektrisch in Reihe statt parallel geschaltet werden könnten. In einer solchen Anordnung könnten eine einzige Drehrichtungsumschalteinrichtung und andere Schaltkreiskomponenten gemeinsam für beide Motoren verwendet werden. Die Hintereinanderschaltung von Gleichstromreihenschlußmotoren erforderte jedoch bisher besondere Steuereinrichtungen, die Kosten und Komplexität des Systems steigerten und zu einer verminderten Zuverlässigkeit desselben führten.

Nach bisheriger Kenntnis können in Reihe geschaltete Gleichstromreihenschlußmotoren nicht zum Antrieb unabhängiger Lasten eingesetzt werden, ohne daß eine spezielle Schaltung zur Steuerung der Spannung an den jeweiligen Motoren vorgesehen ist. Hinter dieser konventionellen Vorstellung steckt folgender Grund: Wenn ein Motor keine oder nur eine geringe Last und der andere Motor eine schwere Last anzutrieben hat, erfährt der Motor ohne Last eine größere Beschleunigung und erreicht eine hohe Drehzahl, bevor der schwerbelastete Motor überhaupt anfängt. Die Motoren entwickeln

eine elektromotorische Gegenkraft (EMF) in direkter Abhängigkeit von der Drehzahl. Die Drehzahl des gering belasteten Motors steigt schnell auf den Punkt an, in welchem die von ihm produzierte elektromotorische Gegenkraft im wesentlichen der angelegten Spannung gleich ist, während der belastete Motor im Stillstand verharrt und keine elektromotorische Gegenkraft entwickelt. Es wird gesagt, die angelegte Spannung sei gleich der Summe der elektromotorischen Gegenkraft und dem IR-Abfall, d.h. dem Spannungsabfall, der durch den Strom durch die hintereinandergeschalteten Widerstände der Wicklungen des Ankers und des Stators der Motoren erzeigt wird. Das von einem Reihenschlußmotor erzeugte Drehmoment ist proportional dem Produkt aus Statorstrom und Ankerstrom. Die Wirkung einer aufgrund der zunehmenden Drehzahl des unbelasteten Motors ansteigenden elektromotorischen Gegenkraft besteht in einer Verminderung des Stroms durch die Statorwicklungen und Ankerwicklungen der beiden Motoren, so daß durch die Motoren nur ein sehr geringes Drehmoment erzeugt wird. Als Ergebnis bleibt der schwerbelastete Motor stehen, während der unbelastete Motor mit hoher Drehzahl umläuft. Bei einem Fahrzeugantrieb mit hintereinander ge schalteten Reihenschlußmotoren für unabhängige Antriebsräder würde das Fahrzeug stehen bleiben, wenn sich eines der Antriebsräder auf Eis befindet oder vom Boden abgehoben hat, während das andere Antriebsrad auf dem Boden verblieben ist.

Im Stand der Technik ist das Problem der hintereinandergeschalteten Reihenschlußmotoren mit unabhängigen Lasten nur gelöst worden, indem spezielle Steuerschaltungen zur Steuerung der Spannung an den jeweiligen Motoren eingesetzt wurden. Ein typisches

Beispiel dieses Standes der Technik ist die US-PS 2 93o 957. Das Antriebssystem dieses Patents macht von Drehzahlfühlern oder Spannungsfühlern für die jeweiligen Motoren Gebrauch, und wenn ein Motor schneller als der andere läuft, wird der Statorstrom dieses Motors abgezweigt, damit sich die Geschwindigkeiten wieder angleichen.

Die Erfindung bezweckt allgemein die Behebung bestimmter Nachteile des Standes des Technik.

Erfindungsgemäß wird ein Antriebssystem für ein Fahrzeug vorgesehen, welches einen ersten und einen zweiten Reihenschlußmotor umfaßt, die hintereinandergeschaltet sind und erste und zweite voneinander unabhängige Antriebsräder des Fahrzeugs ohne irgendeine besondere Steuereinrichtung zur Steuerung der an die jeweiligen Motoren angelegten Spannungen antreiben. Dies wird dadurch erreicht, daß die Drehmomentcharakteristik der Antriebsräder beim Start ohne Belastung in eine bestimmte Beziehung mit der Drehmoment-Übergangscharakteristik der Motoren gebracht wird, so daß jeder Motor ein übergangs-Antriebsmoment erzeugt, welches größer als das Schwellenlast-Drehmoment der Räder ist, d.h. als das Drehmoment, welches notwendig ist, um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen, wenn eine gleitfreie Haftreibung auf der Straße besteht; außerdem ist das unbelastete Drehmoment jedes Rades, d.h. das Drehmoment, welches erforderlich ist, um das Rad zu drehen, wenn keine Haftreibung auf der Straße vorliegt, groß genug, so daß das Übergangs-Antriebsmoment nicht unter das Schwellenlast-Drehmoment abfällt.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit ersten und zweiten Antriebsrädern vorgesehen, die unabhängig voneinander drehbar sind. Beide Räder haben im wesentlichen die

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gleichen Anlauf- und Laufdrehmomente, wenn beide einen gleitfreien Haftreibungskontakt mit der Straße haben. Ein erster und ein zweiter Gleichstrom reihenschlußmotor, die im wesentlichen miteinander identisch sind, sind elektrisch hintereinandergeschaltet, und es ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, mittels deren der Serienschaltkreis an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann. Der erste und der zweite Motor sind mechanisch unabhängig voneinander mit dem ersten bzw. zweiten Rad des Fahrzeugs antriebεverbunden. Jedes Antriebsrad besitzt eine Startlast, die zwischen dem Schwellendrehmoment und dem lastlosen Drehmoment liegt. Beim Anlaufen aus vorgegebenen Startbedingungen· kann eines der Räder das lastfreie Drehmoment und das andere

Rad das Vollastdrehmoment zeigen. Die Impedanz des Serienschaltkreises ist niedrig genug, um einen Übergangsstrom zu ziehen, der beginnt, wenn die Schalteinrichtung geschlossen wird und der jeden Motor ein Übergangs-Antriebsdrehmoment abgeben läßt, welches größer als das Schwellenlastdrehmoment ist, wodurch beide Räder beschleunigt werden und das übergangsantriebsdrehmoment als Ergebnis der elektromotorischen Gegenkraft der Motoren abgesenkt wird. Das lastfreie Drehmoment jedes Rades ist groß genug, so daß das übergangsantriebsdrehmoment, welches auf das andere Rad ausgeübt wird, nicht unter das Schwellenlastdrehmoment des anderen Rades absinkt. Dementsprechend kann das Fahrzeug durch die Triebkraft des anderen Rades auf eine Stelle bewegt werden, auf der das eine Rad eine gleitfreie Haftreibung auf der Straße erfährt. In den Schaltkreis ist noch eine Geschwindigkeitssteuerung eingeschaltet, mittels

deren die an die Motoren angelegte Spannung variiert werden kann. Darüber hinaus ist in den Schaltkreis eine Schalteinrichtung eingeschaltet, mittels deren die Polararität der an die Feldwicklungen angelegten Spannung zwecks Drehrichtungsumkehr umgekehrt werden kann. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen dargestellt.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hubladers, der mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem ausgerüstet ist;

Fig. 2 ist ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Antriebssystems;

Fig. 3 läßt die kontruktive Ausführung des Antriebssystems erkennen;

Fig. 4a und 4b sind Diagramme der Motorspannung, des Stroms und des Drehmoments, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise behilflich sein sollen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Antriebssystem eines Hubladers dargestellt. Im Verlauf der Beschreibung wird klar werden, daß die Erfindung in vielerlei Anwendungsfällen und Verkörperungen nützlich ist.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hubladers 1o, der mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem ausgerüstet ist. Der Hublader 1o umfaßt einen Aufbau 12 mit einem Fahrersitz 14, einem Lenkrad 16 und einem Steuerpult 18. Der Hublader 1o hat einen Vorderradantrieb mit einem Antriebsrad 22 auf der rechten und einem Antriebsrad 24 auf der linken Seite. Der Hublader 1o ist mit einem einzigen lenkbaren Rad 26 versehen, welches durch das Lenkrad 16 gesteuert wird. Das Antriebsrad 22 wird von einem elektrischen Antriebsmotor 32 und das Antriebsrad 24

von einem elektrischen Antriebsmotor 34 angetrieben.

Die beiden Motoren 32 und 34 sind übliche Gleichstromreihenschlußmotoren, d.h. die Feldwicklung und die Ankerwicklung sind hintereinandergeschaltet. Die beiden Motoren 32 und 34 sind im wesentlichen miteinander identisch, d.h. sie sind von gleicher Konstruktion und Auslegung. Die mechanische und elektrische Verbindung der Motoren 32 und 34 wird nachfolgend beschrieben.

Die mechanische Anordnung des Antriebssystems ist mehr im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Der Motor 32 ist an einem Achsgehäuse 36 angebracht, welches ein Untersetzungsgetriebe enthält. Die Ankterwelle des Motors 32 ist über das Untersetzungsgetriebe mit der Achse 38 verbunden, die eine Radnabe 42 trägt. Das Antriebsrad 22 ist auf der Radnabe 42 befestigt. Das Rad 22 ist mit einer Scheibenbremse 44 ausgerüstet, die innenseitig des Achsgehäuses 36 angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist der Motor 34 an einem Achsgehäuse 46 angeordnet, welches ein Untersetzungsgetriebe enthält. Die Ankerwelle des Motors 34 ist über das Untersetzungsgetriebe mit einer (nicht dargestellten) Achse verbunden, die eine Radnabe 52 trägt. Das Antriebsrad 24 ist auf der Radnabe 52 befestigt. Das Rad 24 ist mit einer Scheibenbremse 54 ausgerüstet, die innenseitig des Achsgehäuses 46 angeordnet ist. Die Achsegehäuse 36 und 46 sind mechanisch miteinander verbunden. Der Antriebstrakt von dem Motor 32 zu dem Antriebsrad 22 ist jedoch vollständig von dem Antriebsrad von dem Motor 34 zu dem Antriebsrad 24 getrennt. Die Räder 22 und 24 sind unabhängig voneinander drehbar und bilden separate und voneinander

unabhängige Lasten für die jeweiligen Motoren 32 bzw. 34.

Die elektrische Schaltung des Antriebssystems ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die Motoren 32 und 34 sind hintereinandergeschaltet, und es haben der Motor 3 2 eine Feldwicklung 62 und der Motor 34 eine Feldwicklung 64. Die Feldwicklungen 62 und 64 sind hintereinandergeschaltet und liegen über eine Drehrichtungsumschalteinrichtung in Reihe mit den Ankern der Motoren 32 und 34. Die Drehrichtungsumschalteinrichtung umfaßt einen Satz normalerweise geschlossener Kontakte 66 und 68 für die Vorwärtsrichtung und einen Satz normalerweise offener Kontakte 72 und 74 für die Rückwärtsrichtung. Die hintereinandergeschalteten Motoren liegen über einen Startschalter 78 und eine übliche Geschwindigkeitssteuerung 82 an der Fahrzeugbatterie 76. Die Drehrichtungsumschalteinrichtung wird von der Vorwärts/ Rückwärtssteuerung 84 gesteuert. Zwischen den Ankern der Motoren 32 und 34 ist eine Schutz- oder Freilaufdiode 84 eingeschaltet. Ebenso ist zwischen den in Reihe geschalteten Kombinationen der Feldwicklungen und Anker der Motoren 32 und 34 eine überbrückungsdiode 88 angeschlossen.

Die Reihenschaltung der Motoren 32 und 34 hat eine Impedanz, d.h. einen Widerstand und eine Induktanz der Feldwicklungen und Ankerwicklungen und anderen Schaltkreiselemente, so daß der Übergangsstrom, der durch das Anlegen der Startspannung angegeben ist, hinreichend hoch ist, so daß das von jedem einzelnen Motor entwickelte Antriebsmoment über das Schwellenlastdrehmoment des Fahrzeugs ansteigt. Das Schwellenlastdrehmoment des Fahrzeugs

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ist dasjenige Drehmoment/ welches zur Einleitung der Bewegung des Fahrzeugs notwendig ist, wenn eine nichtgleitende Haftreibung der Antriebsräder auf der Straße vorliegt. Außerdem haben jedes der Antriebsräder und der zugeordnete Antriebstrakt vom Motor her ein ausreichend hohes Trägheitsmoment und eine ausreichend hohe Reibung, so daß das lastfreie Drehmoment jedes Rades die Drehzahl des Motors unterhalb eines Wertes hält, bei welcher eine elektromotorische Gegenkraft in einer Größe erzeugt würde, bei der das Antriebsdrehmoment unter das Schwellenlastdrehmoment absinken würde. Das lastfreie Drehmoment ist dasjenige Drehmoment, welches zum Drehen des Rades erforderlich ist, wenn keine Haftreibung auf der Straße vorliegt.

Die Arbeitsweise des Antriebssystems wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Darstellungen der Fig. 4a und 4b erläutert. Zum Zwecke dieser Erläuterung sei angenommen, daß das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet und unter der Kontrolle des Fahrers auf eine gewünschte Geschwindigkeit gebracht werden soll. Zu diesem Zweck wird der Startschalter 78 geschlossen, und es kann der Fahrer den Steuerhebel der Geschwindigkeitssteuerung 82 in die gewünschte Stellung bringen. Wenn beide Antriebsräder 22 und 24 auf einer trockenen Straßenoberfläche aufruhen, liegt zwischen der Straße und den Rädern eine gleitfreie Haftreibung vor. Unter diesen Startbedingungen zeigen beide Räder die gleichen Start- und Lauf-Drehmomente. Die Motoren 22 und erzeugen ein hohes Start- bzw. Anlaufdrehmoment, wie es für Reihenschlußmotoren charakteristisch ist.

Da die Motoren identisch und die Lastdrehmomente der beiden Antriebsräder ebenfalls im wesentlichen identisch sind, haben die Motoren ungefähr die gleiche Beschleunigung. Dementsprechend werden die Räder zu- _&

sammen auf ihre Laufgeschwindigkeit gebracht, um die gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erreichen. Da die Motoren zusammen auf Geschwindigkeit kommen, nimmt die von beiden Motoren erzeugte elektromotorische Gegenkraft zu und dementsprechend der Motorstrom und das Motordrehmoment ab. Beide Motoren produzieren die gleiche elektromotorische Gegenkraft, und da der Motorstrom bei beiden Motoren gleich ist, ist auch der IR-Abfall in beiden Motoren gleich. Auf diese Weise ist die Last auf beide Motoren gleichmäßig aufgeteilt.

Nunmehr sei zum Zwecke der Erläuterung angenommen, daß das Fahrzeug aus dem Stillstand gestartet werden soll und daß das Antriebsrad 22 auf einer Eisfläche steht, während das Antriebsrad 24 auf einer trockenen Straßenoberfläche aufruht. Das Antriebsrad 24 auf der trockenen Straße entfaltet genügend Gegendrehmoment, wenn das Antriebsmoment des Motors 34 angelegt wird, um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Dieses Reaktionsmoment, welches gleich groß und entgegengesetzt gerichtet ist wie das angelegte Drehmoment, wird in dem vorliegenden Zusammenhang als Schwellailastdrehmoment bezeichnet. Wenn andererseits dieses Drehmoment durch den Motor 32 an das Antriebsrad 22 angelegt wird, liefert dies nicht genügend Reaktionsdrehmoment, um nennenswert dazu beizutragen, das Fahrzeug in Bewegung zu setzen. Zum Zwecke der Erörterung werde angenommen, daß das Reaktionsmoment zwischen dem Antriebsrad und der Eisfläche, auf welcher es aufsteht, im wesentlichen null ist. Dementsprechend beginnt das Antriebsrad 22 durchzudrehen, sobald durch das Schließen des Startschalters 78 Leistung an die Motoren 32 und 34 angelegt wird.

Wie vorstehend beschrieben, zeigt jedes der Antriebsräder 22 und 24 und sein zugeordneter Antriebstrakt ein lastfreies Drehmoment, welches durch das Antriebsmoment des Motors überwunden werden muß, um das Rad zu beschleunigen. Das lastfreie Moment hat einen Betrag, welcher von dem Trägheitsmoment des Antriebsrades und seines Antriebstraktes und dem Reibungswiderstand des Antriebstraktes abhängt. Beide Antriebsräder 22 und 24 und die entsprechenden Antriebstrakte sind gleich konstruiert und haben daher im wesentlichen das gleiche lastfreie Moment. Unter irgendeiner gegebenen Betriebsbedingung ist das gesamte Lastmoment eines der Antriebsräder in einem bestimmten Moment gleich der Summe seines lastfreien Momentes und des Reaktionsmomentes, welches durch seine Haftreibung auf der Straße erzeugt wird.

Die Fig. 4a und 4b geben in grafischer Form ein illustratives Beispiel der Arbeitsweise des Antriebssystems wieder. Die Diagramme der Fig. 4a geben die Spannung als Funktion der Zeit wieder. Die Fig. 4b stellt den Motorstrom und das Drehmoment als Funktion der Zeit im gleichen Zeitmaßstab dar. Das lastfreie Moment T.. ist bei einer bestimmten Beschleunigung im wesentlichen konstant mit Ausnahme einer Abnahme des Betrages, die bei der Anfangsbewegung aufgrund der Differenz zwischen statischer und dynamischer Reibung eintritt. Das Schwellenlastdrehmoment T₂ ist ähnlicher Weise im wesentlichen konstant, jedoch erheblich höher als das lastfreie Moment. Das Schwellenlastmoment ist dasjenige, welches zur Einleitung der Bewegung des Fahrzeuges notwendig ist, während das lastfreie Moment zur Einleitung der Drehung eines Antriebsrades notwendig ist, wenn keine

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Haftreibung auf der Straße vorliegt.

Es werde nun der Startschalter 78 zum Zeitpunkt T geschlossen und es habe der Fahrer den Steuerhebel der Geschwindigkeitssteuerung 82 in die übliche Startposition gebracht. Sobald der Schalter 78 geschlossen ist, bildet sich ein Übergangsstrom 1o6 aus. Zu Beginn ist die einzige Begrenzung des Stroms die Impedanz des Serienschaltkreises, d.h. der Widerstand und die Induktanz der Feld- und Ankerwicklungen der Motoren 32 und 34. Der Strom durch die Motoren läßt jeden Motor ein Drehmoment 1o8 entwickeln, welches sich direkt mit dem Quadrat des Stroms ändert. Zu einem Zeitpunkt t. sind die Antriebsdrehmomente beider Motoren bis auf das lastfreie Moment T₁ angestiegen. Als Ergebnis beginnen der Motor 32 und das Antriebsrad 22 sich zu drehen, während der Motor 34 und das Antriebsrad 24 im Stillstand verharren. Die Drehung des Motors 32 erzeugt eine elektromotorische Gegenkraft 112, die in direkter Abhängigkeit von der Drehzahl ansteigt. Zu Beginn ist die elektromotorische Gegenkraft 112 des Motors 32 noch relativ klein. Der Motorstrom steigt nach der Zeit t weiter bis auf einen Höchstwert an, doch die Zunahmegeschwindigkeit wird mit steigender elektromotorischer Gegenkraft verringert, während der mit der Zeit abnehmende Wert der induktiven Impedanz eine Stromzunahme zuläßt. Als Ergebnis zeigen der Übergangsstrom 1o6 des Motors und dementsprechend das Übergangsdrehmoment 1o8 des Motors bis auf einen Höchstwert an. Zu einem Zeitpunkt t₂ erreicht das Motordrehmoment beider Motoren 22 und 24 das Schwellenlastdrehmoment T₂ Dadurch, d.h. als Folge des Antriebsdrehmoments

des Motors 34, beginnt das Antriebsrad 24 sich zu drehen und es setzt sich das Fahrzeug in Bewegung. Zum Zeitpunkt t ist die elektromotorische Gegenkraft des Motors 22 im Vergleich zur Batteriespannung und dem augenblicklichen Wert der Impedanz der Motorwicklungen noch klein genug, so daß der Übergangsstrom 1o6 des Motors und das Drehmoment 1o8 des Motors weiterhin bis auf einen Höchstwert ansteigen. Der Motor 24 dreht sich bei einer wesentlich geringeren Drehzahl als der Motor 22 wegen des relativ schweren Lastmoments, welches gleich oder größer als das Schwellenlastmoment ist. Der Motor 34 erzeugt eine elektromotorische Gegenkraft 114, die bei Addition zu der elektromotorischen Gegenkraft 112 des Motors 32 eine gesamte elektromotorische, Gegenkraft 116 verursacht. Die gesamte elektro- motorische Gegenkraft EMF wirkt der Batteriespannung * B+ entgegen und beläßt eine resultierende Spannung V als Impedanzabfall an den Motorwicklungen. In eineir. auf t folgenden Zeitpunkt erreichen die Motorspannung 1o6 und das Motordrehmoment 1o8 einen Höchstwert und beginnen wegen der wachsenden gesamten elektromotorischen Gegenkraft zu wachsen. Das Übergangs-Motordrehmoment 1o8 überschreitet das Schwellenlastmoment T₂.und das Fahrzeug bewegt sich unter der Antriebswirkung des Rades 24 weiter fort. Der Motorstrom 1o6 und das Motordrehmoment 1o8 erreichen schließlich einen stabilen Wert oberhalb des Schwellenlastmoments T , und die Drehung des Antriebsrades 24 setzt sich fort.

Alternativ können auch die lastfreie Momentencharakteristik jedes Antriebsrades und Antriebstraktes und die Übergangsmomentcharakteristik der

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Motoren in Beziehung miteinander gebracht werden, so daß das Motordrehmoment nach einer vorbestimmten Zeit unter das Schwellenlastmoment abfällt. Während der vorbestimmten Zeit bewegt sich das Fahrzeug wegen der Antriebswirkung des Rades 24 vorwärts. Wenn nach dieser Wegestrecke das Antriebsrad 22 auf der Eisfläche verbleibt, d.h. keine Haftreibung auf der Straße hat, dreht sich das Rad weiterhin durch, da daß Motormoment höher als das lastfreie Moment ist. Wenn jedoch die Fahrt des Fahrzeuges das Antriebsrad 22 von der Eisfläche herunter auf eine trockene Straßenoberfläche bewegt hat, kann das Fahrzeug wie oben beschrieben betrieben werden, wobei beide Antriebsräder 22 und sich auf trockener Straße befinden. Wenn das Antriebsrad 22 auf der Eisstelle verbleibt und weiterhin in der oben beschriebenen Weise durchdreht, kann der Fahrer die Motoren abschalten und beide Antriebsräder zum Stillstand bringen und danach wieder einschalten, um den soeben beschriebenen Zyklus zu wiederholen. Auf diese Weise kann der Fahrer das Fahrzeug von der Eisfläche herunterbringen und wieder eine normale Betriebesweise des Fahrzeugs erreichen. Das vorbestimmte Zeitintervall kann bei einigen Sekunden festgelegt werden, beispielsweise im Bereich von 4 bis 8 Sek.. Während dieser Zeit wird das Fahrzeug durch die Antriebswirkung eines Rades bewegt, während sich das andere Rad ohne Traktion dreht.

Leerseite -

Claims

Patentansprüche :

1. Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten Antriebsrad, die einen Antriebskontakt mit der Straße aufweisen und unabhängig voneinander umlaufen können und beide im wesentlichen die gleichen Beschleunigungs- und Lauf-Momente zeigen, wenn beide eine gleitfreie Haftreibung auf der Straße haben,

mit einer Gleichspannungsquelle,

mit einem ersten und einem zweiten Gleichstromreihenschlußmotor, die im wesentlichen miteinander identisch und elektrisch in einem Serienschaltkreis hintereinandergeschaltet sind,

mit einer Schalteinrichtung zur Verbindung des Serienschaltkreises mit der Spannungsquelle,

wobei die ersten und zweiten Motoren mit dem ersten bzw. zweiten Rad unabhängig voneinander

mechanisch antriebsverbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Antriebsrad (32,34) beim Beschleunigen ein Lastmoment zeigt, welches in dem Bereich zwischen einem Schwellenlastmoment, welches das Drehmoment ist, welches erforderlich ist, um das Fahrzeug in Bewegung zu setzen, wenn eine gleitfreie Haftreibung auf dieser Straße vorliegt, und einem lastfreien Moment liegt, welches das Drehmoment ist, welches erforderlich ist, um das Rad (32,34) zu drehen, wenn keine Haftreibung auf der Straße vorliegt,

daß irgendeins der Räder (32,34) das lastfreie Moment und das jeweils andere der Räder das Schwellenlastmoment bei einem Start aus einem gegebenen Startzustand zeigt,

daß die Impedanz des Serienschaltkreises niedrig genug ist, um nach dem Schließen der Schalteinrichtung (78) einen Übergangsstrom zu ziehen, der jeden Motor (32,34) ein Übergangs-Antriebsdrehmoment produzieren läßt, welches größer als das Schwellenlastmoment ist, wodurch beide Räder (22,24) beschleunigt werden und das Übergangs-Antriebsdrehmoment als Ergebnis der elektromagnetischen Gegenspannung der Motoren (32,34) herabgesetzt wird,

daß das lastfreie Moment jedes Rades (22,24) groß genug ist, so daß das Übergangs-Drehmoment an dem anderen Rad (24,22) während eines vorbestimmten Zeitraums nicht unter das Schwellenlastmoment des anderen Rades (24,22) abfällt,

wodurch das Fahrzeug (1o) durch die Traktion des anderen Rades bis auf eine Stelle bewegt werden kann, auf der das erste Rad eine gleitfreie Haftreibung auf der Straße erfährt.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltkreis eine Drehzahlsteuerung zur Veränderung der den Motoren (32,34) zugeführten Spannung und eine Schalteinrichtung (66,68,-72,74) zur Umschaltung der Polarität der die Feldwicklungen (62,64) der Motoren angelegten Spannung eingeschaltet sind.

3. Antriebssystem für eine erste und eine zweite eine Last bildende Vorrichtung, mit einer Gleichspannungsquelle,

mit einem ersten und einem zweiten Gleichstromreihenschlußmotor, die im wesentlichen miteinander identisch und elektrisch in einer Serienschaltung hintereinandergeschaltet sind;

mit einer Schalteinrichtung, um die Serienschaltung an die Spannungsquelle anzulegen,

mit einem ersten und einem zweiten Motor, die mit der ersten bzw. der zweiten eine Last bildende Vorrichtung mechanisch antriebsverbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der eine Last bildenden Vorrichtungen beim Start ein Lastmoment zeigt, welches je nach den individuellen Startbedingungen in dem Bereich zwischen einem lastfreien Moment und einem Schwellenlastmoment liegt,

daß die Impedanz des Serienschaltkreises niedrig genug ist, um nach dem Schließen der Schalteinrichtung einen Übergangsstrom zu ziehen, der jeden Motor ein Übergangs-Antriebsmoment abgeben läßt, welches größer als das Schwellenlastmoment ist, wodurch die eine Last bildenden Vorrichtungen beschleunigt werden,

daß das lastfreie Moment der einen eine Last bildende Vorrichtung groß genug ist, so daß das Übergangs-Antriebsmoment nicht unter das Schwellenlastmoment der anderen eine Last bildenden Vorrichtung absinkt,

wodurch jede der eine Last bildenden Vorrichtungen durch ihren jeweiligen Motor angetrieben werden kann, obwohl die jeweils andere eine Last bildende Vorrichtung nur das lastfreie Moment zeigt und bei hoher Drehzahl durchdreht.