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Umlaufräderwechselgetriebe Es sind Umlaufräderwechselgetriebe bekannt,
bei welchen die Kraftübertragung teilweise elektrisch durch eine Dynamomaschine
und einen Elektromotor und teilweise mechanisch durch Differentialgetriebe erfolgt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen jedoch bedingt die selbsttätige und
fortschreitende Geschwindigkeitsänderung der getriebenen Welle in Abhängigkeit von
dem zu übertragenden Drehmoment mechanische Einstellungen und eine Richtungsumkehr
des elektrischen Stromes. Weiter bedingt der unmittelbare Antrieb für gewöhnlich
die Kupplung von Teilen, deren Umlaufgeschwindigkeiten wesentlich voneinander abweichen,
wodurch die Einschaltung des unmittelbaren Antriebes erschwert wird.
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Der Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen, und zwar
dadurch, daß der Anker der Dynamomaschine auf der treibenden und der des Elektromotors
auf der getriebenen Welle aufgekeilt ist und die Feldmagnete des Elektromotors fest
angeordnet sowie die der Dynamomaschine um den Anker herum durch einen Teil des
Differentialgetriebes drehbar sind, derart, daß durch Änderung der Geschwindigkeit
der Feldmagnete der Dynamomaschine gegenüber dem Anker selbsttätige und fortschreitende
Geschwindigkeitswechsel erhalten werden, ohne daß verwickelte Einstellungen oder
eine Richtungsumkehr des elektrischen Stromes vorgenommen zu werden brauchen.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
in den Abb. I und 2 schematisch dargestellt.
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Auf der Antriebswelle I sind bei der Ausführungsform nach Abb. I der
Anker 2 eines elektrischen Erzeugers und eine Scheibe 3 befestigt. Die Scheibe 3
nimmt bei ihrer Umdrehung die lose gelagerten Wellen 4 mit, auf welchen beiderseits
der Scheibe 3 Zahnräder 5 und 6 aufgekeilt sind. Die Zahnräder 5 nehmen unter Vermittlung
des Zahnrades 7 den Feldmagneten 8 der elektrischen Dynamomaschine mit die um die
Welle I sich drehen kann. Die Zahnräder 6 drehen durch das Zahnrad 9 die getriebene
Welle Io, auf welcher der Anker II eines durch die Dynamo gespeisten Elektromotors
befestigt sein kann.
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Da die Motorwelle I bei ihrer Umdrehung den Anker 2, die Platte 8
und die Wellen 4. mitnimmt, erhalten durch das zu übertragende Drehmoment unter
Zwischenfügung des epizyklischen Getriebes die Feldmagneten 8 eine Drehbewegung
um den Anker 2, so daß die Dynamomaschine Arbeit leistet.
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Das Drehmoment dieser Dynamomaschine wächst mit der relativen Umdrehungsgeschwindigkeit,
bis ihre Wirkung im Verein mit der des elektrischen Motors dem Drehmoment
der
getriebenen Welle Io das Gleichgewicht hält.
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Selbstverständlich kann während des Betriebes durch Regelung auf die
Änderungen des Drehmomentes der Dynamomaschine eingewirkt werden, z. B. durch Beeinflussung
des Erregerstromkreises oder des Stromkreises des Motors oder aber durch jedes andere
bekannte Mittel.
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Es ist leicht ersichtlich, daß für eine bestimmte Geschwindigkeit
der Welle I jedem Drehmoment der Welle Io eine Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle
Io entspricht, wobei die Geschwindigkeit im umgekehrten Sinne dieses Momentes wächst,
bis an die Grenze zum Ausgleich der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle I.
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Man erhält in dieser Weise einen fortlaufenden selbsttätigen oder
regelbaren Geschwindigkeitswechsel, bei welchem ein Teil der Kraft mechanisch und
der andere elektrisch übertragen wird.
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Das die Feldmagnete 8 tragende Gehäuse kann entweder mit der Welle
I oder mit einem festen Punkt, beispielsweise mit Hilfe von Verkupplung der von
ihm mitgenommenen Scheibe I2, entweder mit der feststehenden Scheibe I3 oder der
fest mit der Welle I verbundenen Scheibe I4 gekuppelt werden.
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Wenn die Scheibe I2 mit der Scheibe I4 gekuppelt ist, werden die Feldmagnete
mit der Welle I fest verbunden und nehmen an ihrer Umdrehungsbewegung teil. Die
Wellen 4 haben alsdann keine eigene Umdrehungsgeschwindigkeit, und die getriebene
Welle Io wird mechanisch mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle I mitgenommen.
Man erzielt in dieser Weise den unmittelbaren Antrieb.
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Wenn die Platte 12 mit der feststehenden Platte 13 gekuppelt
ist, liegen die Feldmagnete 8 und das Zahnrad 7 fest, wobei auf letzterem die durch
die Drehung der Scheibe 3 mitgenommenen Zahnräder 5 sich abwälzen. Letztere nehmen
bei ihrer relativen Drehbewegung die Welle 4 und die Zahnräder 6 mit. Entsprechend
dem Verhältnis der Durchmesser dieser Zahnräder wird die Welle Io im gleichen Sinne
wie die Welle I oder im entgegengesetzten Sinne in Umdrehung versetzt, und in dieser
Weise kann mechanisch eine Übersetzung ins Schnelle oder Langsame im Vorwärts- oder
Rückwärtsgang erzielt werden.
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Die gleichen Ergebnisse können auch erzielt werden, indem nicht auf
eine fest mit den Feldmagneten 8 und dem Zahnrad 7 verbundene Scheibe, sondern auf
eine fest mit einem unabhängigen Zahnrad I5 verbundene Scheibe eingewirkt wird,
die durch an den Wellen 4 (Abb. 2) befestigte Hilfsräder I6 gedreht wird, wodurch
der Rückwärtsgang erzielt wird. Es kann auch das Zahnrad und mithin die Welle Io
mit der Scheibe 3 und mithin mit der Welle I verbunden werden, wodurch der unmittelbare
Antrieb erzielt wird.
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Bei obiger Beschreibung ist angenommen worden, daß der fortlaufende,
nur einen Bruchteil der Kraft übertragende Geschwindigkeitswechsel durch eine bestimmte
elektrische Übertragung erzielt wird. Das gleiche Ergebnis kann jedoch auch erreicht
werden, indem entweder in anderer Weise auf die elektrischen Übertragungsorgane
eingewirkt oder indem das Wechselgetriebe durch eine andere bekannte Übertragungsvorrichtung
mit fortlaufendem Geschwindigkeitswechsel ersetzt wird.
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Zusammenfassend kann somit gesagt werden, daß mit der neuen Vorrichtung
gegenüber den üblichen elektromechanischen Kraftübertragungseinrichtungen mit fortschreitend
veränderlichen Geschwindigkeiten folgende Vorteile erzielt werden.
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Die eigentliche Umdrehungsgeschwindigkeit der Dynamomaschine kann
bedeutend größer als die der Antriebswelle sein und ist von dem zu übertragenden
Drehmoment und der elektrisch übertragenen Kraft abhängig. Letztere beträgt stets
nur einen Bruchteil der gesamten zu übertragenden Kraft, und die mechanischen Verbindungen
brauchen daher stets nur den übrigen Teil dieser Kraft zu übertragen. Hierdurch
werden die Abmessungen und das Gewicht der elektrischen und mechanischen Teile der
Kraftübertragungsvorrichtung sowie die Leistungsverluste wesentlich verringert.
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Die Geschwindigkeit der getriebenen Welle ändert sich selbsttätig
und fortschreitend in Abhängigkeit vom Drehmoment, ohne daß mechanische Einstellungen
oder eine Richtungsumkehr des elektrischen Stromes erforderlich sind.
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Der unmittelbare Antrieb erfolgt für gewöhnlich nur dann, wenn das
Drehmoment verhältnismäßig klein ist. Nun fällt bei der Vorrichtung nach der Erfindung
dieses mit dem geringsten Geschwindigkeitsunterschied zwischen den zu kuppelnden
Scheiben 12 und 1d. zusammen. Der unmittelbare Antrieb läßt sich mithin sehr leicht
erzielen.
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Die neue Vorrichtung läßt neben der elektromechanischen Übertragung
für gewisse Geschwindigkeitsverhältnisse auch eine rein mechanische-Übertragung
zu, so daß hier die Vorteile der für im wesentlichen konstante Geschwindigkeiten
besseren mechanischen Übertragung mit denen der fortschreitenden Geschwindigkeitsänderung
vereinigt werden, welche bei zu großen Schwankungen des
Drehmomentes
die besten Arbeitsbedingungen des Motors gewährleistet.
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Selbstverständlich können bei rein mechanischer Übertragung gewünschtenfalls
die elektrischen Maschinen abgeschaltet werden oder nur eine von ihnen eingeschaltet
bleiben, um beispielsweise den Strom für die Zubehörteile der Anlage zu erzeugen.