DE673223C - Anordnung zum Regeln elektrodynamischer Getriebe - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Regeln elektrodynamischer Getriebe, insbesondere für Fahrzeugantriebe, die eine kontinuierliche Drehzahlregelung und eine Vervielfachung des Momentes der Antriebsmaschine beim Anlauf ermöglicht, wobei in einfacher und zuverlässiger Weise jederzeit ein rasches Abbremsen des Fahrzeuges ermöglicht wird.

Es sind bereits elektrodynamische Getriebe bekannt, die aus einem Generator bestehen, dessen Anker von einer Kraftmaschine, z. B. einem Explosionsmotor, angetrieben wird, während das Magnetgestell auf der anzutreibenden Welle angeordnet ist, wobei auf dieser Welle gleichzeitig ein vom Generator gespeister Motor und eine elektromagnetische Kupplung angeordnet sind, durch die bei gleicher Drehzahl die vom Explosionsmotor angetriebene Welle mit der anzutreibenden Welle mechanisch gekuppelt wird. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei welchen der Brennstoffregler .mit dem Regler des Erregerstromes der elektrischen Maschinen und der Kupplung derart verbunden ist, daß die Welle zunächst vom Motorteil mit wachsender Geschwindigkeit von dem mit ihr verbundenen Generatqrteil und bei voller Geschwindigkeit schließlich mittels der elektromagnetischen Kupplung direkt von der Kraftmaschine angetrieben wird. Die bekannten Anordnungen wurden auch zum Bremsen benutzt, wobei jedoch der Bremshebel besonders betätigt werden muß.

Gemäß der Erfindung weist bei einem solchen Getriebe der Bedienungshebel des Brennstoffreglers, der gewöhnlich als Fußregler ausgebildet ist, Bremsstellungen auf, in denen zwangsläufig durch mechanische Rückführung der Erregerstromhauptregler selbsttätig in die Stellung für niedrige Drehzahlen gebracht wird und Bremswiderstände in den Läuferstromkreis des Motorteiles des Getriebes eingeschaltet werden, so daß ein zuverlässiges Abbremsen des Fahrzeuges gewährleistet ist.

Durch das Zusammenwirken des kombinierten Gas- und Bremsschalterhebels mit dem Erregerstromhauptregler wird erreicht, daß auch dann, wenn z. B. bei einem plötzliehen Unglücksfall das Fahrzeug abgebremst werden muß, ein selbsttätiges Abbremsen in dem Augenblick erfolgt, wenn der Fuß des Fahrzeugführers den Gashebel vollkommen freigibt.

Die beschriebene Anordnung eignet sich nicht nur für den Betrieb von Fahrzeugen, z. B. Eisenbahnlokomotiven u. dgl., sondern

auch mit den gleichen Vorteilen überall dort, wo der Antrieb zeitweilig eine Bremsung verlangt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Regelanordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Der Explosionsmotor ι treibt die Welle 2, auf der sich der Anker 4 des Generators G befindet, dessen Feldmagnetgestell 3 mit einer zweiten Welle 5 starr verbunden ist, die zum eigentlichen Antrieb des Fahrzeuges z. B. durch eine Kardanübertragung 6 dient. Auf der Welle 5 befindet sich der Läufer 8 einer zweiten elektrischen Maschine M, deren Ständer 7 unter allen Umständen stillsteht. Die Welle 5 ist von der Welle 2 unabhängig und wird mit ihr nur unter gewissen Umständen auf die später beschriebene Art durch eine elektromagnetische Kupplung 9 verbunden.

Die Erregung der Maschinen G und M erfolgt durch eine fremde Stromquelle, z.B. eine Akkumulatorbatterie, und wird durch einen besonderen Regler R mittels des Hebels 13 gesteuert; dieselbe Stromquelle speist auch den Elektromagneten der Kupplung 9. Der Erregerstromkreis der Maschinen G und M ist auf der Zeichnung durch starke Striche angedeutet, während die schwachen Striche den Erregerkreis der Elektromagneten der Kupplung 9 und die Leitung für den Strom zwischen Generator und Motor andeuten.

In der punktiert gezeichneten äußersten Linksstellung des Hebels 13 wird die Kupplung 9 von dem Hilfsstrom gespeist, so daß die mit dem Feldmagnetgestell 3 der Maschine G fest verbundene Kardanwelle 5 von der durch den Motor 1 angetriebenen Welle 2 abgekuppelt ist. Die Kupplung bleibt bis zur Unterbrechung des zugehörigen Speisestromkreises 15 offen, die lediglich beim Verschieben des Hebels 13 auf den äußersten rechten Kontakt 16 erfolgt.

In der äußersten Linksstellung des Hebels 13 wird der Erregerstrom aus dem Kreis 20 durch die Leitungen 10 nur dem Ständer 7 des Motors M zugeführt, so daß der Generator G überhaupt nicht erregt und daher durch den Explosionsmotor 1, der den Anker 4 des Generators G antreibt, weder elektrisch noch mechanisch ein Moment oder eine Leistung übertragen wird. Durch Verstellen des Hebels 13 auf den folgenden Kontakt des Schalters oder durch Einschalten eines bestimmten Widerstandes in die Stromrüokleitung wird ein Teil des Erregerstromes durch den Kreis ri- über die Schleifringe in die Erregerwicklung des Feldmagnetgestelles 3 des Generators G geführt. Bei dieser Lage ist somit der Motor M in der für das Anlaufen solcher Getriebe gebräuchlichen Weise übererregt, der Generator G hingegen nicht voll erregt, und demzufolge verwandelt sich in diesem die vom Explosionsmotor 1 gelieferte mechanische Energie in einen elektrischen - Strom von großer Stärke bei niedriger Span-.mmg. Dieser Strom wird dann durch den Kreis 12 zum Läufer 8 des Motors M zugeführt und durch diesen wieder in die auf der Kardanwelle 5 übertragene mechanische Energie umgewandelt. Da der Motor M übererregt ist, kommt unter diesen.'Umständen ein bedeutendes Drehmoment zustande, das so groß sein soll, daß sich das Fahrzeug in Bewegung setzt.

Durch weitere Verstellung des Hebels 13 nach rechts sinkt die Erregung des Motors M und steigt die Erregung des Generators G, so daß die Stärke des im Generator erzeugten Stromes sinkt und seine Spannung steigt und demzufolge mit steigender Geschwindigkeit auch das Drehmoment sinkt. Da das Feldmagnetgestell 3 mit der Welle 5 verbunden ist, also sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie diese Welle dreht, sinkt durch Verstellen des Hebels 13 nach rechts die relative Geschwindigkeit des Feldmagnetgestelles 3 gegenüber dem Anker 4 des Generators G. Infolge des Zusammenwirkens des Ankers und des Feldmagnetgestelles des Generators G wird ein Teil der Energie des Explosionsmotors ι durch das Gegendrehmoment des Feldmagnetgestelles des Generators G auf die Welle 5 übertragen, so daß die Gesamtleistung durch beide Maschinen G und M auf die Welle 5 gleichzeitig übertragen wird. Durch Verschieben des Hebels 13 nach rechts wird die Leistung stufenweise vom Motor M auf den Generator G übertragen, und bei der auf der Zeichnung stark gezeichneten Hebelstellung ist die Gesamtleistung auf beide Maschinen gleich verteilt. Bei dieser Hebelstellung beträgt die - Geschwindigkeit der Welles die Hälfte der Maximalgeschwindigkeit.

Durch weitere Verstellung des Hebels 13 nach rechts sinkt die Erregung des Motors M und steigt die Erregung des Generators G, wobei der Motor nicht voll erregt, dagegen der Generator übererregt ist. Die Geschwindigkeit der Welle 5 steigt an, und die Leistung des Explosionsmotors wird vorwiegend durch no das Gegendrehmoment des Feldmagnetgestelles des Generators G auf diese übertragen. Das auf die Welle wirkende Moment sinkt,'und wenn sich.'der Hebel in der rechten strichpunktiert gezeichneten Lage befindet, wird die ganze Leistung durch den stark übererregten Generator G übertragen, während der Motor M, der fast überhaupt nicht erregt ist, fast gar keine Leistung liefert. Dabei erreicht die Geschwindigkeit der Kardanwelle den Maximalwert, welcher der Geschwindigkeit der Welle 2 fast gleichkommt.

Damit ist die Regelung und das Anlaufen beendet, und die Welle 5 und 2 können direkt gekuppelt werden. Dies erzielt man durch ■ Verstellen des Hebels 13 auf den äußersten rechten Kontakt 16, wodurch die Stromzuführung zum Elektromagneten der Kupplung 9 unterbrochen wird. Gleichzeitig wird auch die Stromzuführung zu den Maschinen G und M ausgeschaltet.

Es ist ersichtlich, daß das Maximalmoment bei Stillstand des Motors M auftritt und daß es während des Anlaufens bis auf das Moment des Explosionsmotors, das dieser nach beendetem Anlauf aufweist, sinkt. Die Geschwindigkeit steigt dabei proportional an und läßt sich demnach in beliebigen Grenzen regulieren. Während des normalen Ganges verbraucht das Regulieraggregat keine Energie, da die gesamte Leistung vom Explosionsmotor über die eingerückte Kupplung mechanisch auf die anzutreibende Welle 6 übertragen wird. Beim Anlaufen wird das .Drehmoment stets von beiden Maschinen G und M geliefert. Für das Rückwärtsfahren des Fahrzeuges ist in den Lauf er Stromkreis 12 ein Umschalter 23 eingeschaltet. Dieser darf nur dann betätigt werden, wenn sich der Hebel 13 in der äußersten Linkslage befindet, d. h. wenn der Generator unerregt ist.

Für das Bremsen ist gemäß der Erfindung ein besonderer Schalter P vorgesehen, von dessen Bewegung der Hebel 13 beeinflußt wird. Der z. B. durch einen Fußhebel betätigte Bedienungshebel 20 dient einerseits während des normalen Betriebes im Bereich des Winkels α zur· Regulierung der Gaszufuhr zum Explosionsmotor mittels der Regu-Herklappe2i, andererseits im Bereich des Winkels γ zum Bremsen des Motors, wo nicht nur die Drosselklappe 21 geschlossen wird, sondern auch Widerstände in den Läuferkreis des Motors M eingeschaltet werden, wodurch dann ein wirksames Abbremsen erzielt wird. In seinem Brennstoffregelbreich α beeinflußt der Hilfsschalterhebel 20 den Hauptregler nicht, sondern beeinflußt diesen erst bei der Bewegung im Bereich des Winkels γ. Bei den üblichen Fahrzeugen muß zu deren vollkommener Abbremsung, nach Abstellung der Gaszufuhr und Lösen der Kupplung, ein. besonderer Bremshebel betätigt werden. Dabei ist die Bewegung des als Pedal ausgebildeten Gashebels gewöhnlich derart eingerichtet, daß das Gaspedal freigegeben, das Pedal zur Lösung der Kupplung betätigt und ebenso das Bremspedal betätigt werden muß.

Gemäß der Erfindung wird durch das Zusammenwirken des Bedienungshebels 20 des Brennstoffreglers mit dem Hauptschalterhebel bei jeder Stellung des Hauptschalterhebels in einfacher und höchst wirksamer Weise ein vollkommenes Abbremsen des Fahrzeuges erzielt. Bei Freilassen des Fußhebels wird nämlich der Bedienungshebel 20 selbsttätig, durch Federkraft wirkung, nach Durchschredten der Winkel α und γ in die äußerste Rechtslage kommen, wogegen der Hauptschalterhebel 13 in die äußerste Linkslage gelangt, womit, wie bereits ausgeführt wurde, die elektrische Übertragseinrichtung auf die niedrigste Drehzahl gesteuert wird, die Drosselklappe 21 geschlossen wird und Bremswiderstände in den Läuferkreis des Motors M eingeschaltet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zum Regeln elektrodynamischer Getriebe, die aus einem Generator mit einem von der Kraftmaschine, z. B. einem Explosionsmotor, angetriebenen Anker und einem auf der anzutreibenden Welle angebrachten Feldmagnetgestell, einem von diesem Generator gespeisten, auf der anzutreibenden Welle angeordneten Motor und einer elektromagnetischen Kupplung bestehen, wobei der Brennstoffregler mit dem gemeinsamen Hauptregler für den Erregerstrom der elektrischen Maschinen und der Kupplung derart verbunden ist, daß die Welle zunächst vom Motorteil mit wachsender Geschwindigkeit entsprechend den Reglerstuf eil zunehmend von dem mit ihr verbundenen Generatorteil und bei voller Geschwindigkeit mittels der elektromagnetischen Kupplung direkt von der Kraftmaschine angetrieben wird, insbesondere für Fahrzeugantriebe, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungshebel (20) des Brennstoffreglers Bremsstellungen aufweist, in denen zwangsläufig durch * mechanische Rückführung der Erregerstromhauptregler (R) selbsttätig in die Stellung für niedrige Drehzahlen gebracht wird und Bremswiderstände in den Läuferstromkreis des Motorteiles des Getriebes eingeschaltet werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen