DE683488C - Elektrischer Differentialantrieb fuer alle Arten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Es sind bereits elektrische Differentialantriebe für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekanntgeworden, bei welchen die Übertragungseinrichtung aus zwei dynamoelektrischen Maschinen besteht und der Verbrennungsmotor und die beiden elektrischen Maschinen längs der Wagenmittenachse hintereinander angeordnet sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein elekirischer Differentialantrieb für Fahrzeuge, bei welchen der Antrieb auf zwei Triebachsen ebenfalls durch zwei elektrische Maschinen, jedoch in der Weise' erfolgt, daß die verlängerte Welle des Rotors des Generators, dessen umlaufender Magnetkörper vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, mittels Zahnräder die Vorderachse der Triebräder antreibt und gleichzeitig den umlaufenden Magnetkörper des Elektromotors -über ein Kegelrad antreibt, dessen Rotor über weitere Zahnräder den Antrieb der rückwärtigen Triebachse des Fahrzeuges besorgt, wobei die Zahnräderpaare in bekannter Weise als Differential zwischen den beiden Triebachsen ausgebildet sind.

Bei dieser Antriebsart des Fahrzeuges mit zwei Triebachsen wird durch" die Wechselwirkung der beiden elektrischen Maschinen ein hohes Drehmoment für das Anfahren erzielt, wobei die Triebkraft durch diese beiden Maschinen gleichmäßig auf beide Triebachsen übertragen wird. Ein weiterer Vorteil dieser Antriebsart besteht darin, daß das Fahrzeug auch für rein elektrischen Betrieb, z. B. als Trolleybus, verwendet werden kann und der Antrieb in bekannter Weise nur vom Elektromotor besorgt wird. Dabei läuft nur der Rotor des Generators leer mit, wogegen der Magnetkörper mit der Welle des außer Betrieb stehenden Verbrennungsmotors stillsteht.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß zwei Achsen mittels eines Differentials sowohl vom Stator als auch vom Rotor eines Elektromotors angetrieben werden, wobei diese beiden Motorteile in gegenläufigem Drehsinne umlaufen. Dadurch wird bei Verwendung einer einfachen Zahnradübersetzung eine doppelte Übersetzung bei Ausnützung der vollen Drehzahl des Motors erzielt, welcher dabei mit keiner hohen Drehzahl zu laufen braucht und trotzdem hohe Leistung ergibt. Dadurch, daß sich beide Motorteile, und zwar sowohl der Rotor wie der Stator, in gegenläufigem Sinne drehen, wird eine hohe ReIativgeschwiridigkeit erzielt und mit Vorteil auch zu einer sehr vollkommenen Luftkühlung des Motors unter Verwendung an sich be-

kannter Hilfsvorrichtungen, wie Lüfter oder Hilfsschaufel^ an einem der beiden umlaufenden Teile des Motors ausgenützt.

Die Erfindung kann jedoch auch bei Verbrennungsmotoren für schwere Fahrzeuge, und zwar für den elektrischen Hilfsantrieb zur Überwindung der Widerstände bei Anfahrt des Wagens angewendet werden, worauf sich nach Erreichung der erforderlichen Fahrgeschwindigkeit der elektrische Antriebsteil selbsttätig ausschaltet und dann nur eine mechanische Verbindung im Getriebe darstellt. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des elektrischen· Differentialgetriebes gemaß der Erfindung bei einem Autobus dar, der mittels eines Verbrennungsmotors 22 angetrieben wird. Bei dieser Anordnung wird ein elektrischer Generator in Verbindung mit einem Elektromotor, und zwar derart angezo wendet, daß mit der Triebwelle 23 des Verbrennungsmotors 22 der umlaufende Stator 24 des elektrischen Generators dauernd verbunden ist, während die verlängerte Welle 25 des Rotors 26 dieses Generators mittels der Zahnräder 27 als Kardanwelle mit der Vorderachse 28 des Räderpaares der Triebräder verbunden ist. Mit dem Kegelrad 27 auf der Triebachse 28 steht ein Kegelrad 29 auf der verlängerten Welle 30 des umlaufenden Stators 31 des Elektromotors in Eingriff, wobei der Elektromotor zwischen beiden Triebachsen 28 und 32 der beiden Triebräderpaare eingeschaltet ist. Sein Rotor 33 ist über die verlängerte Welle 34 und die Zahnräder 35 mit der rückwärtigen Triebachse 32 gekuppelt. Auf der Welle 30 sind die Schleifringe 41 des Elektromotors angeordnet.

Zwischen der Welle 25 des Rotors 26 des Generators und seinem Stator 24 ist eine selbsttätige, z. B. elektrisch gesteuerte Kupplung 40 eingeschaltet.

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Bei Anfahrt des Wagens ist die elektrische Kupplung 40 bzw. eine solche anderer Art ausgeschaltet, und der Stator 24 des Gene' rators beginnt sich unter Einwirkung des von der Welle 23 des Verbrennungsmotors 22 auf ihn übertragenen Drehmomentes zu drehen. Vom Rotor 26 dieses Generators wird auf die Kardanwelle 25 ein Drehmoment übertragen, so daß sich auch diese Welle 25 zu drehen beginnt und damit die Räder auf der Triebachse 28 und zugleich den drehbaren Stator 31 des Elektromotors auf der Welle 30 in Drehung versetzt. Der im Generator 24, 26 erzeugte Strom speist zugleich den Elektromotor 31,33, dessen Rotor 33 auch die rückwärtige Triebachse 32 antreibt. Die Triebkraft des Verbrennungsmotors wird demnach gleichmäßig auf beide Triebachsen 28 und 32 bei differentialer Aufteilung der Dreh-, momente auf alle vier Räder der beiden Triebachsen 28 und 32 übertragen. Diese Art des Antriebes dauert so lange, als die beiden um- 6g laufenden Teile 24 und 26 des elektrischen Generators nicht die Drehzahl erreichen, welche sich der Synchronisierung nähert.

Beim Anfahren ist die dynamo-elektrische Maschine 24, 26 nur wenig erregt, während der Motor 31, 33, übererregt ist. Die mechanische Energie des Verbrennungsmotors wird im Generator 24, 26 in elektrischen Strom von hoher Stromstärke und niedriger Spannung umgewandelt. Dieser Strom wird dem Rotor des Motors 31, 33 zugeführt. Da der Motor beim Anfahren jedoch gerade übererregt ist, wird so ein beträchtliches Drehmoment erzeugt, durch das das Fahrzeug in Bewegung, gesetzt wird. Die Erregung beider Maschinen wird stufenweise so geschaltet, daß der Generator zusätzlich erregt und der Motor entregt wird. Da der Rotor 26 des Generators mit dem Magnetkörper 31 des Motors fest verbunden ist, überträgt sowohl der Motor als auch der Generator zum Teil mechanische Energie vom Verbrennungsmotor auf die Triebwelle 25. Am Ende des Anlaufs ist der Generator 24, 26 übererregt, während der Motor 31, 33 fast vollkommen entregt ist, so daß nur der Generator die Gesamtleistung des Verbrennungsmotors überträgt. Die Drehzahl der Welle 25 erreicht hierbei etwa oo°/₀ der Umdrehungszahl der Welle 23 des Verbrennungsmotors, so daß das unmittelbare Durchkuppeln mittels der Kupplung 40 praktisch möglich ist. Nach Einschaltung der Kupplung 40 werden die Teile 24, 26, 31 und 33 elektrisch abgeschaltet, so daß die elektrischen Verluste entfallen und das Drehmoment des Verbrennungsmotors von nun ab auf die Triebachse 28 mechanisch übertragen wird.

Der Elektromotor 31, 33 kann während der Fahrt nach Bedarf als elektrische Bremse verwendet werden, indem man die Wirkung des Rotors 33 auf den sich drehenden Stator 31 ausnutzt.

Der Antrieb gemäß der Erfindung kann auch mit Vorteil auf jenen Strecken angewendet werden, auf welchen das Fahrzeug bestimmte Abschnitte als Autobus, d. h. bei Antrieb mittels Verbrennungsmotors, und die anderen Streckenabschnitte als Trolleybus bei Stromentnahme aus dem Netz durchführt.

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Elektrischer Differentialantrieb für alle Arten von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, wie Autobusse, Schienenfahr- iao zeuge, Trolleybusse und ähnliche, bei denen beim Anfahren der Antrieb des

   Fahrzeuges mittels Verbrennungsmotors über eine aus zwei dynamo-elektrischen Maschinen bestehende _ Übertragungseinrichtung erfolgt, wobei der Verbrennungsmotor und die beiden elektrischen Maschinen längs der Wagenmittenachse hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Welle (25) des Rotors (26) des Generators (24,26) mittels der Zahnräder (27) als Kardanwelle die Vorderachse (28) der Triebräder antreibt und gleichzeitig über das Kegelrad (29) den umlaufenden Magnetkörper (31) des Elektromotors (31, 33) antreibt, dessen Rotor (33) mittels der Welle (34) und der Zahnräder (35) den Antrieb der rückwärtigen Triebachse (32) des Fahrzeuges besorgt, wobei die Zahnräderpaare (27, 29 und 35) in an sich bekannter Weise als Differential zwischen den beiden Triebachsen (28,32) ausgebildet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen