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Elektromechanische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf elektromechanische Antriebsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge,
bestehend aus einer Verbrennungskraftmaschine, einem Planetenrädergetriebe, einer
Dynamomaschine und einem Elektromotor. Zweck der Erfindung ist, diese Vorrichtung
so anzuordnen, daß der Kraftwagen sich leicht und bequem jeder vorkommenden Gangart
anzupassen vermag (das Sicherheitsgefühl des Fahrers soll dadurch gehoben werden).
Die Erfindung ordnet deshalb zwischen treibender und getriebener Welle eine einseitig
wirkende Kupplung an, die in Wirkung tritt, sobald die getriebene Welle die Umdrehungszahl
der treibenden Welle erreicht-Die Vorteile einer solchen direkten Verbindung ergeben
sich aus Folgendem Das hier in Frage kommende Aggregat wird bekanntlich abwechselnd,
d. h. zeitweise von der treibenden Welle und zeitweise von der getriebenen Welle,
also von den Laufrädern des Fahrzeuges angetrieben. Im letzten Falle verhalten sich
die elektrischen Maschinen und das Planetenrädergetriebe ganz anders als beim Antrieb
von der treibenden Welle. Hierdurch entstehen mancherlei Nachteile in ziemlich häufiger
Folge und besonders in unbewachten Augenblicken, 2:. B. wenn man allein nur die
Brennstoffzufuhr verringert und die lebendige Kraft des Wagens sich auswirken läßt.
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Erhält das Aggregat aber die erwähnte direkte Kupplung, so werden
elektrische Maschinen und Wechselgetriebe aus der Kraftübertragung zwischen treibender
und getriebener Welle ausgeschaltet, um als Ganzes mit beiden Wellen zu rotieren,
sobald die Kupplung in Wirkung tritt. Wird die Brennstoffzufuhr verringert oder
gänzlich abgestellt, so wirkt der Motor als Bremse; der Führer kann den Wagen vollkommen
in seiner Gewalt halten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung
dargestellt.
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Abb. i stellt die Antriebsvorrichtung im Längsschnitt dar.
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Abb. z und 3 stellen die selbsttätige Kupplung im Längs- und Querschnitt
dar.
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Es bezeichnet i die Verbrennungskraftrraschine
und
2 deren Welle, auf welcher das Schwungrad ¢ mit seiner Nabe 3 befestigt ist.
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Die Nabe 3 trägt den Anker 5 der Dynamoinaschine 6. Das Schwungrad
4. ist hohl und besitzt Zapfen;, die der Lagerung der aus einem Stück gefertigten
Planetenräder 8 und 9 dienen. Auf Welle i o sitzt das mit den Rädern 8 kämmende
Zahnrad i i. Durch ein Schalträdergetriebe steht Welle io mit der Welle 13 in Verbindung,
die das Drehmoment an die Laufräder des Wagens weitergibt. Eine über Welle io geschobene
Hohlwelle 14 trägt den Rotor 15 eines Gleichstrommotors 16. Mit dem Motor
16 ist das mit den Rädern 9 kämmende Zahnrad 17 verbunden. Seinen Strom erhält der
Motor 16 von der durch die Verbrennungskraftmaschine i angetriebenen Dynamomaschine
6. Die Nabe 3 sowie die Welle 14 laufen auf Kugeln im Gehäuse 18, welches die Dynamomaschine
6 zusammen mit dem Schwungrad 4 und dem Motor 16 vollständig in sich aufnimmt.
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Die Kugellager der Welle i o sind in der Nabe 3 und in der Hohlwelle
14 untergebracht.
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Die selbsttätige direkte Verbindung oder Kupplung ist auf Welle 14
angeordnet. Sobald sie in Wirkung tritt, verbindet sie Welle 14 mit der Verbrennungskraftmaschine
in folgender Weise Zwischen Welle 14 und einem am hohlen Schwungrad festsitzenden
Deckel ig befindet sich eine Fangvorrichtung (Abb. 2 und 3), bebestehend aus einem
auf der Welle 1 ¢ befestigten Ring 2o. In einer auf der äußeren Umfläche des Ringes
vorgesehenen Nut sind die Teile 21 und 22 eines Reibringes gelagert, welche mit
der inneren zylindrischen Wand des Deckels i9 zusammenarbeiten. In den zwischen
den Enden der Teile 21 und 22 verbleibenden Raum fügt sich ein keilförmiges Glied
23, das bei 24 in einer Aussparung des Ringes 2o drehbar gelagert ist. Der Ring
2o besitzt einen Anschlag 25. Dieser soll mit einem am Teil 21 sitzenden Gegenanschlag
26 zusammenwirken.
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Wirkungsweise- Der eine Teil der mechanischen Leistung der das Planetenrädergetriebe
und den Anker 5 treibenden Kraftmaschine wird durch das Planetenrädergetriebe unmittelbar
auf die treibende Welle übertragen, während der andere Teil der Leistung durch den.
Anker 5 und durch das Feld 6 in elektrische Arbeit umgesetzt wird, welche durch
den als Motor wirkenden Anker 15 und dessen Feld 16 wiederum in mechanische
Leistung umgesetzt und durch das Getriebe auf die getriebene .Welle übertragen wird,
um den Wagen fortzubewegen. Die Folge ist, daß der Anker 15 bei gesteigertem Wind-
und Wegwiderstande infolge der selbsttätigen direkten Kupplung langsamer laufen
wird als die Antriebsmaschine. Die Reibringe 21, 22 werden durch die am Deckel ig
erzeugte Reibung von dem Schwungrad 4 mitgenommen, bis schließlich der Anschlag
26 (am Teil 2 i sitzend) den Gegenanschlag 25 berührt. Indessen ist der Keil 23
dann so weit herausgezogen, daß die selbsttätige direkte Verbindung unterbrochen
ist. Beim Bergabfahren wird der Anker 15 mit der Welle 14 und dem Ring 20 schneller
laufen als das Schwungrad ¢. Der Keil 23 preßt dann die Teile 21, 22 auseinander
und gegen den Deckel ig, so daß der Anker 15 am Schwungrad 14 festgeklemmt wird.
Gleichzeitig sind hierbei auch die Zahnräder 8, 9, 11, 17 gesperrt, so daß die Welle
i o mit dem Schwungrad 4 und der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, letztere
alsdann vom Wagen getrieben wird und als Bremse wirkt.
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Würde man die Teile 21, 22 so schwer ausführen, daß sie z. 13. bei
einer Fahrgeschwindigkeit von 30 km durch Zentrifugalkraft gegen Teile i
9 gepreßt werden, die Welle i o also der Rotation des Schwungrades folgen und das
Drehmoment der Antriebsmaschine übertragen kann, so läßt sich der Wagen über diese
Geschwindigkeit hinaus vollständig mechanisch und mit unterbrochenem elektrischen
Strom fahren. Bei geringeren Geschwindigkeiten wird der Wagen elektromechanisch
mit eingeschaltetem Strom fahren.
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Die Kupplung kann auch an anderer Stelle, z. B. am Ende der Welle
io, angeordnet sein und direkt mit der treibenden Welle zusammenwirken.