DE238625C

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KAIKAI

HESHES

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

ΛΚ 23^625 • KLASSE 47Λ. .,CRΛΚ 23 ^ 625 • CLASS 47Λ. ., CR

Es ist bereits eine Vorrichtung zur elektrischen Regelung der Geschwindigkeit einer Welle mittels eines Umlaulrädergetriebes unter Benutzung einer beliebigen Antriebskraft von gleichbleibender Geschwindigkeit bekannt geworden. Sie besteht — außer der Treibmaschine, %. B. einem Explosionsmotor — aus zwei elektrischen Maschinen und einem Umlaufrädergetriebe. Die erste elektrische Maschine ist mit der anzutreibenden Welle und mit einem Gliede des Getriebes verbunden. Die zweite elektrische Maschine ist mit dem zweiten Gliede und die Welle der Treibmaschine mit dem dritten Gliede des Getriebes verbunden.A device for the electrical control of the speed of a shaft by means of a Umlaulradgetriebes using any drive force of constant speed is already known. It consists - except for the driving machine, %. B. an explosion engine - from two electrical machines and a planetary gear. The first electrical machine is connected to the shaft to be driven and to a link of the transmission. The second electrical machine is connected to the second link and the shaft of the driving machine is connected to the third link of the transmission.

Beim Anlassen der anzutreibenden Welle läßt man zunächst die zweite elektrische Maschine entgegen dem Drehsinn der anzutreibenden Welle als Generator arbeiten und Strom in die erste elektrische Maschine senden, welche also als Motor, und zwar im Drehsinn der antreibenden Welle läuft. Darauf steigert man allmählich durch Änderung der elektrischen Verhältnisse die Geschwindigkeit der als Motor arbeitenden ersten elektrischen Maschine, während man die der zweiten, als Generator arbeitenden abnehmen läßt, bis sie schließlich ganz still steht. Jetzt vertauscht man die Arbeitsweise der beiden elektrischenWhen the shaft to be driven is started, the second electrical machine is left on first work as a generator against the direction of rotation of the shaft to be driven and Send electricity to the first electrical machine, which is a motor, in fact in the Direction of rotation of the driving shaft is running. Then one gradually increases by changing the electrical conditions the speed of the first electrical working as a motor Machine, while those of the second, working as a generator, are removed until they finally stands completely still. Now you swap the mode of operation of the two electrical ones

ι Maschinen, so daß also die erste als Generator, und zwar im Drehsinn der antreibenden Welle arbeitet und Strom in die zweite sendet, welche nun als Motor, und zwar mit gleichem Drehsinn läuft, und läßt die Gesch windigkeit beider Maschinen* — jedoch die der zweiten Maschine schneller — zunehmen, bis schließlich beide Maschinen mit gleicher Geschwindigkeit laufen. In diesem Zustande haben also alle drei Glieder des Getriebes gleiche Geschwindigkeit, nämlich die der Treibmaschine, und diese Geschwindigkeit k^f die normale Arbeitsgeschwindigkeit der anzutreibenden Welle.ι machines, so that the first works as a generator, namely in the direction of rotation of the driving shaft and sends current to the second, which now runs as a motor, in fact with the same direction of rotation, and allows the speed of both machines * - but that of the second machine faster - increase until finally both machines are running at the same speed. In this state, all three members of the transmission have the same speed, namely that of the driving machine, and this speed k ^{f is} the normal working speed of the shaft to be driven.

Obwohl die beschriebene Vorrichtung eineAlthough the device described is a

ganz allmähliche, von Stoßen freie Zunahmevery gradual increase free of bumps

der Geschwindigkeit der anzutreibenden Welle j auf rein elektrischem Wege ermöglicht^ haftenthe speed of the shaft to be driven j in a purely electrical way

,ihjr. doch mehrere s,o erhebliche Fehler an,, ihjr. but several s, o considerable errors,

daß sie Bisher in der Praxis nirgends-Eingang" gefunden hat,that so far in practice they have nowhere to enter " has found,

Zunächst erfolgt die Übertragung der Kraft von der Treibmaschine auf die anzutreibende Welle auch in dem oben dargelegten normalen Zustande derart, daß die volle mechanische Energie der Treibmaschine zunächst in elektrische Energie in der ersten elektrischen Maschine umgesetzt, darauf diese in die zweite elektrische Maschine geleitet und schließlich in dieser wieder in mechanische Energie umgewandelt wird. Diese doppelte Umwandlung der Energie ist ohne Verluste selbstverständlich nicht auszuführen. Diese sind aber deswegen noch besonders groß, weil die elektrische Energie, welche von der ersten zur zweiten elektrischen Maschine strömt, etwa ebenso groß ist als die von der antreibenden Welle abgegebene mechanische Energie. Die beiden elektrischen Maschinen müssen daher auch so groß bemessen werden, daß sie dauernd, d. h. während der ganzen Zeit des oben dargelegten normalen Arbeitens, die volle Energie der Treibmaschine zu erzeugen bzw. :First, the power is transmitted from the driving machine to the one to be driven Shaft also in the normal condition set out above such that the full mechanical Energy of the driving machine initially into electrical energy in the first electrical machine implemented, then fed into the second electrical machine and finally in this is converted back into mechanical energy. This double conversion Of course, the energy cannot be used without losses. But these are because of that still particularly large, because the electrical energy that flows from the first to the second electrical machine, for example is just as great as the mechanical energy given off by the driving shaft. the both electrical machines must therefore also be dimensioned so large that they continuously, d. H. during the entire period of normal work outlined above, the full Generate energy of the driving machine or:

-4. f. 4° / -4. f. 4 ° /

aufzunehmen vermögen. Infolgedessen sind die Verluste durch Stromwärme sowie die magnetischen Verluste in den beiden elektrischen Maschinen sehr hoch.able to absorb. As a result, the losses are due to current heat as well as the magnetic ones Losses in the two electrical machines are very high.

Ferner bewegen sich zwar rein theoretisch im normalen Zustande die Glieder des Getriebes relativ gegeneinander überhaupt nicht. Tatsachlich wird aber dieser günstige Zustand, bei welchem also das Getriebe ohne innere Reibung arbeiten würde, nie eintreten, weil schon bei der geringsten Schwankung des Widerstandes, den die auszuübende Kraft zu überwinden hat, die elektrische Übertragung eine Änderung in dem Sinne erfahren muß, daß die Glieder des Getriebes sich gegeneinander verdrehen. Das Getriebe der älteren Vorrichtung wird sich mithin sehr schnell abnutzen. Furthermore, the links of the transmission move in a purely theoretical manner in the normal state relative to each other not at all. In fact, however, this favorable condition at which the gear would work without internal friction, never occur because even at the slightest fluctuation in the resistance to which the force to be exerted increases has overcome, the electrical transmission must undergo a change in the sense that that the links of the transmission twist against each other. The transmission of the elderly The device will therefore wear out very quickly.

_ werden nicht nur^dig,,, idd_ are not just ^ dig ,,, idd

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auch nocir'wertere V^Dr^le^durcTi^elne weitere Ausgestaltung der älteren Vorrichtung erzielt, indem man die beiden elektrischen Maschinen mechanisch miteinander kuppelt, sobald die treibende und getriebene Welle annähernd gleiche Geschwindigkeit angenommen haben.also nocir'wertere V ^ dr ^ le ^ bycTi ^ elne more Design of the older device achieved by removing the two electrical machines mechanically couples with each other as soon as the driving and driven shaft come close assumed the same speed.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the new device is shown schematically.

Auf die Welle α der nicht gezeichneteil Treibmaschine ist das Gehäuse f eines doppelt ■ausgebildeten Planetengetriebes aufgesetzt. In dem Gehäuse sind zunächst zwei Wellen k drehbar gelagert, auf welche je zwei Planetenräder g, h aufgekeilt sind. Die Planetenräder g bzw. h stehen mit den Sonnenrädern m bzw. η in Eingriff. Das Sonnenrad m ist auf eine Hohlwelle e aufgesetzt, welche frei drehbar durch das Gehäuse f hindurchgeführt ist. Das Gehäuse f mit den Räderpaaren g, h bildet zugleich das Schwungrad der Treibmaschine. Das Sonnenrad η ist auf eine Welle d aufgesetzt, welche in der Hohlwelle e frei drehbar ist. Die Hohlwelle e trägt ferner eine Bremsscheibe 0, den Anker b einer elektrischen Maschine, deren Polgehäuse mit q bezeichnet ist, sowie die eine Hälfte einer Reibungskupplung p. Die Welle d enthält ferner die zweite Hälfte der Reibungskupplung p und den Anker c einer elektrischen Maschine, deren Polgehäuse mit r bezeichnet ist. Die Welle d ist diejenige, welche angetrieben werden soll und z, B. bei Verwendung der neuen Vorrichtung zum Antriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Fahrzeugwelle gekuppelt wird.On the shaft α of the driving machine, not shown, the housing f of a double ■ planetary gear is placed. First of all, two shafts k are rotatably mounted in the housing, on each of which two planet gears g, h are keyed. The planet gears g and h are in mesh with the sun gears m and η, respectively. The sun gear m is placed on a hollow shaft e , which is guided freely rotatably through the housing f . The housing f with the pairs of wheels g, h also forms the flywheel of the driving machine. The sun gear η is placed on a shaft d which is freely rotatable in the hollow shaft e. The hollow shaft e also carries a brake disk 0, the armature b of an electrical machine, the pole housing of which is denoted by q , and one half of a friction clutch p. The shaft d also contains the second half of the friction clutch p and the armature c of an electrical machine, the pole housing of which is denoted by r . The shaft d is that which is to be driven and, for example, when using the new device for driving a motor vehicle, is coupled to a vehicle shaft.

Die Maschine c, r ist die, welche in der Einleitung als »erste«, und die Maschine b, q die, welche in der Einleitung als »zweite« bezeichnet ist.The machine c, r is that which is called "first" in the introduction, and the machine b, q that which is called "second" in the introduction.

Die Arbeitsweise der neuen Vorrichtung gleicht im allgemeinen derjenigen der älteren Vorrichtung, wie sie in der Einleitung dargelegt ist. Unterschiede liegen aber in der Art und Weise, wie die Kupplung p und die Bremse 0 gemäß der Erfindung in Benutzung genommen werden.The operation of the new device is generally similar to that of the older device, as set out in the introduction. However, differences lie in the way in which the clutch p and the brake 0 are put into use according to the invention.

Die Kupplurgjft wird eingerückt, wenn alle drei in dem Planetengetriebe vereinigten Wellen gleiche oder nahezu gleiche Geschwindigkeit angenommen haben. Die elektrische Übertragung der Energie von der Maschine c, r auf die Maschine b, q hört dann vollkommen auf, und infolgedessen entstehen auch von, dem Einrücken der Kupplung p ab keine weiteren elektrischen Verluste. Der Wirkungsgrad der Übertragung von der Welle der Treibmaschine auf die anzutreibende Welle ist daher , bei der dargelegten normalen Arbeitsgeschwindigkeit um die elektrischen und magnetischen Verluste größer, welche bei der älteren Vorrichtung auch noch immer vorhanden bleiben. Da ferner die Zeit der Kraftübertragung auf elektromechanischen! Wege gegenüber derjenigen der Übertragung auf rein mechanischem Wege regelmäßig verhältnismäßig kurz ist, und da weiter bekanntlich alle elektrischen Maschinen auf kurze Zeit erhebliche Überlastungen vertragen, so kann man die beiden elektrischen Maschinen b, q .und c, r erheblich kleiner, nämlich etwa nur halb so groß wählen als bei der älteren Vorrichtung. Infolgedessen werden hier auch die elektrischen Verluste während des Arbeitens dieser beiden Maschinen kleiner als bei der älteren Vorrichtung. Endlich erzielt man hier eine vollkommene Stillsetzung der Planetenräder gegen die Sonnenräder, so daß in dem dargelegten Normalzustände Reibungsverluste innerhalb des Getriebes nicht auftreten..The clutch is engaged when all three shafts combined in the planetary gear have assumed the same or almost the same speed. The electrical transfer of energy from machine c, r to machine b, q then ceases completely, and as a result, no further electrical losses arise from the engagement of clutch p ab. The efficiency of the transmission from the shaft of the driving machine to the shaft to be driven is therefore greater by the electrical and magnetic losses, which are still present in the older device, at the normal operating speed shown. Furthermore, since the time of power transmission to electromechanical! Paths are usually relatively short compared to that of transmission by purely mechanical means, and since it is also known that all electrical machines can withstand considerable overloads for a short time, the two electrical machines b, q. And c, r can be considerably smaller, namely only about half choose as large as with the older device. As a result, the electrical losses during the operation of these two machines are also smaller here than in the case of the older device. Finally, the planet gears are completely stopped against the sun gears, so that in the normal conditions described above, no friction losses occur within the transmission.

Die Bremsscheibe 0 kann benutzt w'erden, um kurz vor der Umkehrung der Arbeitsweise der beiden Maschinen c, r und b, q letztere mechanisch abzubremsen und stillzusetzen, so daß elektrische Verluste nicht auftreten können. Ferner kann die Bremsscheibe 0 als Zusatzbremse zu den sonstigen Bremsvorrichtungen verwendet werden, was namentlich von Wichtigkeit ist, wenn die Vorrichtung zum Antrieb von Fahrzeugen benutzt wird.The brake disk 0 can be used to mechanically brake and stop the latter shortly before the reversal of the mode of operation of the two machines c, r and b, q so that electrical losses cannot occur. Furthermore, the brake disk 0 can be used as an additional brake to the other braking devices, which is particularly important when the device is used to drive vehicles.

Die neue Vorrichtung läßt sich ebenso wie die alte auch zum Erzielen noch höherer Gesch windigkeiten sowie zum Umkehren der Drehrichtung der antreibenden Welle benutzen.The new device can be used just like the old to achieve even higher business use winds and to reverse the direction of rotation of the driving shaft.

Namentlich beim Umkehren der Drehrichtung ist es von Vorteil, den Anker c mit der angetriebenen Welle von dem Planetengetriebe abzuschalten und das Sonnenrad η absolut oder in bezug auf das Getriebe stillzusetzen, was sich durch geeignete Kupplungen und Bremsen unschwer erzielen läßt..Especially when reversing the direction of rotation, it is advantageous to switch off the armature c with the driven shaft from the planetary gear and to shut down the sun gear η absolutely or in relation to the gear, which can easily be achieved with suitable clutches and brakes.

Solange die Energie rein mechanisch übertragen wird, kann man eine oder beide elektrische Maschinen b, q und c, r zum LadenAs long as the energy is transferred purely mechanically, one or both electrical machines b, q and c, r can be used for charging

Claims

use a collector battery, the energy of which can be used for a wide variety of purposes leaves. The return current can then also be used in a similar manner if at any application of the new device the shaft to be driven runs faster than that the driving machine. Finally, electrical braking can also be obtained by one or both electrical machines are made to work with resistance.

Ρλτε νϊ-Αν saying ε:

ι. Device for electromechanical power transmission from a driving machine, in particular an explosion engine, to a shaft to be driven at variable speed, characterized in that two independently rotatable sun gears of a planetary gear are each connected to a special electrical machine, which run alternately as a generator or as a motor and mechanically be coupled together when the driving and driven shaft approximately the same velocity "5 have accepted ness continue to avoid for the purpose of achieving this speed electrical losses and use only relatively small electric machines to need.

2. Embodiment of the device according to claim 1, characterized in that the electrical machine, which comes to a standstill when it reverses its mode of operation comes, can be stopped by means of a brake, whereby electrical losses are avoided.

3. Embodiment of the device according to claim i, characterized by an between the electrical machine sitting on the shaft to be driven and the associated one Wheel of the planetary gear engaged another clutch, which disconnects this electrical machine allows when reversing the direction of movement of the shaft to be driven.

For this 1 Mhitt drawings.