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Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, bei der ein mit konstanter Drehzahl anzutreibendes
Arbeitsgerät, beispielsweise Generator, unter Mitverwendung eines Differentialgetriebes einerseits mit einer in einer bestimmten Drehrichtung, jedoch mit veränderlicher Drehzahl arbeitenden Kraftmaschine und anderseits mit einer Hilfsmaschine gekuppelt ist, deren Drehzahl selbsttätig so geregelt ist, dass sie die Drehzahlschwankungen der Kraftmaschine ausgleicht. Die Erfindung schafft eine verbesserte Antriebs- vorrichtung der genannten Art, bei der der Hilfsmotor auch zum Anlassen der Kraftmaschine verwendbar ist.
Gemäss der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Hilfs- maschine eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch die die Hilfsmaschine bei unterhalb der Normaldrehzahl laufender Kraftmaschine als Motor, dagegen bei oberhalb der Normaldrehzahl laufender Kraftmaschine als Arbeitsmaschine, jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung betrieben wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Hilfsmaschine ein mit einem Druckmittel betriebener Motor, vorzugsweise Verdrängermotor, z. B. ein Kapselmotor oder ein Roots-Motor.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine durch das Druckmittel selbsttätig gesteuerte Einrichtung, beispielsweise einen an eine Leitung angeschlossenen Zylinder zur Veränderung des Verdrängervolumens des Kapselmotors.
Erfindungsgemäss kann ferner eine von der Steuervorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes an der Austrittsseite der Hilfsmaschine zuschaltbare Strahlpumpe für den Ausgleich bei den höchsten Betriebsdreh- zahlen der Kraftmaschine vorgesehen sein.
Bei einer Vorrichtung mit als Motor arbeitender Hilfsmaschine zwecks Anlassens der Kraftmaschine kann gemäss der Erfindung eine Umschaltvorrichtung für die Änderung der Kraftantriebsrichtung der Hilfsmaschine vorgesehen und die zum Arbeitsgerät führende Welle mit einer selbsttätigen Rücklaufsperre ausgerüstet sein. Insbesondere ist eine solche Vorrichtung gekennzeichnet durch ein vom Umschalter betätigtes Anlassventil, das in der Anlassstellung die beim normalen Betrieb der Vorrichtung mit der Atmosphäre verbundene Seite des Motors von der Atmosphäre abschneidet und mit der Druckmittelzuleitung verbindet.
Unter Verwendung von aus dem Kompressor der Kraftmaschine abgezweigter Druckluft zum Kraftantrieb der Hilfsmaschine wird hiebei vorzugsweise eine Verbindungsleitung von der Druckleitung des Kompressors zu einem Steuerzylinder der Umschaltvorrichtung zwecks Haltens des Anlassventils in seiner Normalstellung während des normalen Betriebes vorgesehen.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist diese weiters gekennzeichnet durch einen den Druckmitteldurchfluss durch die Hilfsmaschine steuernden Schieber, der mit einem auf die Normaldrehzahl des anzutreibenden Gerätes eingestellten Drehzahlregler gekuppelt ist, und der Schieber kann hiebei vorzugsweise so ausgebildet sein, dass er den Druckmittelstrom beiderseits der Hilfsmaschine steuert, wobei Einrichtungen zum Bewegen des Schieberkörpers über seine der mindestens normalen Drehzahl der Kraftmaschine entsprechende Stellung hinaus und somit zum Vertauschen der Hilfsmaschinenanschlüsse für Anlasszwecke vorgesehen sind.
Nach einer andern Ausführungsform der Erfindung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Über-
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setzungsverhältnisse in dem Antrieb derart gewählt sind, dass der Luftmotor beim Lauf mit voller Drehzahl die Kraftmaschine mit einer Drehzahl antreibt, die die übliche Anlasser-Auskuppeldrehzahl übersteigt. und dass anderseits die Übersetzungsverhältnisse zu dem konstant anzutreibenden Gerät so gewählt sind, dass der volle
Bereich der Betriebsdrehzahlen des Luftmotors von der vollen Drehzahl in einem Drehsinn bis zur vollen Dreh - zahl im andern Drehsinn ausreicht, um die Drehzahländerungen der Kraftmaschine über deren vollen Bereich zwischen der Leerlaufdrehzahl und der vollen Maximaldrehzahl der Kraftmaschine auszugleichen.
Als zusätzliche Sicherung gegen einen Antrieb des angetriebenen Gerätes, z. B. eines Wechselstrom- generators, mit übermässig hoher Geschwindigkeit im Falle des Verklemmen oderHängenbleibensdes
Steuerschiebers in seiner Stellung für niedrige Drehzahl der Kraftmaschine während des Überganges auf den Betrieb der Kraftmaschine mit hoher Drehzahl kann vorzugsweise ein Sicherheitsventil vorgesehen sein, das bei Erreichen einer über der Normaldrehzahl des angetriebenen Gerätes liegenden Sicherheits- drehzahl den Druckmitteldurchfluss durch die Hilfsmaschine absperrt.
Nach einem Merkmal der Erfindung kann schliesslich auch ein Hilfsmaschinen-Schutzventil ange- ordnet werden, das bei einer Grenzdrehzahl der Hilfsmaschine, die über deren höchster Betriebsdrehzahl liegt, den Druckmitteldurchfluss durch die Hilfsmaschine absperrt.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es sind die Fig. 1 bis 5 schematische perspektivische Darstellungen zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfin- dung. Fig. 1 bei niedriger Drehzahl der Kraftmaschine, Fig. 2 bei normaler Drehzahl der Kraftmaschine, entsprechend der normalen Drehzahl des Generators, bei der der Luftmotor ruht, Fig. 3 bei hoher Dreh- zahl der Kraftmaschine, Fig. 4 bei Verwendung zum Anlassen und Fig. 5 bei Verwendung zum Antrieb der Welle der Kraftmaschine und des Wechselstromgenerators beim Probebetrieb od. dgl. und bei Still- stand der Kraftmaschine oder entkuppeltem Zustand derselben, Fig. 6 ein Stromwegschema zur Veran- schaulichung der Kombination der Vorrichtung mit zwei Kraftmaschinen einer Anlage, die geeignet sind, einzeln oder getrennt Abzweigluft zu liefern, und die Fig.
7 - 11 fünf verschiedene Arten von druckmit- telbetriebenen Maschinen zur Verwendung an Stelle des in den Fig. 1 - 5 gezeigten Roots - Luftmo- tors.
Wie aus den Fig. 1 - 5 ersichtlich, ist eine mit einer nicht dargestellten Kraftmaschine normaler- weise gekoppelte Antriebswelle 1 über ein Getriebe 2 mit der Welle eines Wechselstromgenerators 3 verbunden, der im wesentlichen unabhängig von den Drehzahländerungen der Kraftmaschine, die sich in ei- nem Bereich zwischen einer Leerlaufdrehzahl und einer maximalen Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine bewegen, mit konstanter Drehzahl angetrieben werden soll. Zum Ermöglichen des Ausgleiches der Änderungen der Drehzahl der Kraftmaschine ist die Welle 1 mit dem Getriebe 2 über ein Differentialgetriebe 4 verbunden, dessen grösseres Zentralrad 5 an der Welle 1 montiert ist, wogegen das kleinere Zentralrad
6 über eine Welle 7 mit einem Zahnrad 8 des Getriebes 2 starr verbunden ist.
Jedes der Zentralräder 5 und 6 steht mit mehreren paarweise angeordneten Planetenrädern 9 bzw. 10 im Eingriff, deren Wellen 11 in einem Planetenradträger 12 montiert sind. Mit dem Planetenradträger 12 ist über ein Untersetzungsgetriebe 14 ein Roots-Luftmotor 13 mit aneinander abwälzenden Läufern 64 und 65 und Synchronzahnrädern gekoppelt. Wie erkennbar, ist folglich die Drehzahl, mit der der Wechselstromgenerator 3 von dem Diffe- rentiaigetriebe 4 angetrieben wird, proportional der algebraischen Summe der Drehzahlen der Kraftmaschine und des Luftmotors, wobei durch das Getriebe ein Proportionalitätsfaktor bestimmt wird.
Wenn also die Kraftmaschine langsamer als mit ihrer normalen Drehzahl umläuft, kann der Betrag, um den die Drehzahl des Generators zu gering ist, dadurch ausgeglichen werden, dass Luft in der durch die Pfeile 15a, 15b gekennzeichneten Richtung für den Antrieb des Luftmotors durch die Leitung 15 eingelassen wird, wodurch die Drehzahl der Welle 7 erhöht wird, wogegen ein Überschuss an Drehgeschwindigkeit bei einer Drehzahl der Kraftmaschine über den Normalwert dadurch ausgeglichen und die Drehzahl des Wechselstrommotors auf den Normalwert vermindert werden kann, dass der Luftmotor von dem Differentialgetriebe in der durch den Pfeil 16b angedeuteten Richtung angetrieben wird. so dass er als Pumpe läuft (Fig.
3), wogegen seine Drehzahl durch entsprechende Drosselung des Luftaustrittes geregelt wird, wenn der Überschuss der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine nur mässig ist. Diese Regelung erfolgt mit Hilfe einer Reglereinheit 16 mit einer Reglerwelle 17, die vom Getriebe 2 angetrieben ist und daher mit einer Drehzahl umläuft, die jener der Welle des Wechselstromgenerators 3 proportional ist. Die Reglereinheit 16 ist so ausgebildet, dass sie einen Schieberkolben 18 in einem zylindrischen Schiebergehäuse 19 in eine Stellung verschiebt, die der Momentandrehzahl des Generators entspricht. In dem ortsfesten Teil 19, der im folgenden als Schiebersitzdes Reglers bezeichnet wird, wird zum Antrieb des Luftmotors Luft unter Druck, z.
B. abgezweigte Luft, die dem Kompressor der Kraftmaschine entnommen wird, über einen Schlitz und einen Anschlussstutzen 20 eingeführt, und wenn sich der Schieberkolben 18 in seiner der niedrigen Dreh-
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zahl der Kraftmaschine entsprechenden Stellung befindet, durch den Schieberschlitz und den Anschluss 21 zum Luftmotor 13 weitergeführt, wogegen die abgegebene Luft aus dem Luftmotor über eine Leitung 22 zu einer Entlüftung 23 geführt wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, haben Änderungen der Drehzahl des Generators, wie sie normalerweise zu erwarten sind, zur Folge, dass der Kolben 18 nur einen Teil des Schlitzes 21 freigibt und somit den Zu- tritt von Luft zum Motor 13 drosselt und auf diese Weise die Drehzahl des letzteren entsprechend der Grösse der Abweichung der Momentandrehzahl des Generators von dem normalen Drehzahlwert desselben re- gelt.
Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine normal ist und folglich kein Zuschuss von seiten des Luftmotors zur Drehzahl des Generators erforderlich ist, nimmt der Schieberkolben 18 die in Fig. 2 dargestellte Stel- lung ein, in der der Schlitz 21 von dem Kolbenbund 24 des Schieberkolbens vollständig verdeckt ist, so dass der Luftmotor von der Luftzufuhr abgeschnitten ist und sich im wesentlichen im Stillstand befin- det.
Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine höher ist als normal, so dass bei stillstehendem Luftmotor der
Wechselstromgenerator mit zu hoher Drehzahl angetrieben würde, bewegt sich der Schieberkolben 18 über seine in Fig. 2 gezeigte Neutralstellung hinaus gegen die in Fig. 3 gezeigte Stellung und öffnet dabei fortschreitend einen Strömungsweg zwischen dem Schlitz 21 und dem Entlüftungsschlitz 25. Dies ermöglicht den Antrieb des Luftmotors 13 durch die Reaktionskräfte des Differentialgetriebes 4 in einem Dreh- sinn 16b, der jenem entgegengesetzt ist, in dem der Luftmotor unter dem Druck der Luft angetrieben wird, wenn der Schieberkolben 18 sich in seiner Stellung nach Fig. 1 befindet.
Wird nun der Motor 13 so angetrieben, so saugt er Luft aus der Entlüftungsleitung 23 und fördert sie durch die Schlitze 21 und 25 entgegen einem Widerstand, der durch die Drosselwirkung des Kolbenbundes 24 an diesen Schlitzen erzeugt wird. Diese Drosselwirkung nimmt mit steigender Drehzahl des Generators oder mit zunehmendem Andauern der über dem Normalwert liegenden Drehzahl desselben fortschreitend ab, da der Schieberkolben 18 indessen weiter gegen die Richtung bewegt wird, die dem Drehzahluberschuss entspricht.
Wenn der Schieberkolben die Stellung nach Fig. 3 einnimmt, sind die Schlitze 21 und 25 von dem Kolbenbund 24 vollständig freigegeben, und der dem Lauf des Luftmotors 13 durch Drosselung entgegengesetzte Widerstand ist ein Minimum.
Zur Erweiterung des verfügbaren Drehzahlbereiches ist eine Einrichtung vorgesehen, die bei einer weiteren Fortsetzung der Bewegung des Schieberkolbens in der"Drehzahlüberschussrichtung"am Schlitz 25 eine Saugwirkung erzeugt. Diese Einrichtung besteht aus einerstrahlpumpenanordnung 26. Die Druckluftzufuhr vom Anschluss 20 zu der Strahlpumpe 26 ist mittels eines weiteren Kolbenbundes 27 des Schieberkolbens 18 steuerbar, der in diesem Falle einen Strahlpumpenschlitz 28 im Schiebersitz 19 teilweise oder zur Gänze freigibt.
Fig. 4 zeigt die gleiche Einheit bei Verwendung zum Anlassen der Kraftmaschine. Wie erkennbar, ist es zum Übertragen von Drehenergie vom Luftmotor zur Kraftmaschine erforderlich, ein freies Umlaufen des Wechselstromgenerators zu verhindern, und es ist ferner offensichtlich, dass unter diesen Umständen ein Betrieb des Luftmotors in dem Drehsinn, in dem er bei zu niedriger Drehzahl der Kraftmaschine betrieben wird und die Drehzahl des Generators erhöht, ein Antreiben der Kraftmaschine in rückläufigem Drehsinn hervorrufen würde und dass daher auch der Drehsinn des Luftmotors umgekehrt werden muss. Dieser letztgenannte Umstand wird dazu ausgenutzt, den Wechselstromgenerator automatisch an einer Drehung zu hindern, wenn der Motor für Anlasszwecke verwendet wird.
Dies wird dadurch erreicht, dass eine in einem Drehsinn wirksame Verriegelungseinrichtung 29, die auch als Freilaufkupplung bekannt ist, in dem Antrieb des Wechselstromgenerators vorgesehen ist. Diese Einrichtung ist so angeordnet, dass sie ein freies Umlaufen des Wechselstromgenerators in dem Drehsinn gestattet, in dem dieser normalerweise von der Kraftmaschine angetrieben wird, jedoch eine Drehung im entgegengesetzten Drehsinn verhindert.
Wenn also der Luftmotor zum Anlassen der stillstehenden Kraftmaschine im "umgekehrten" Drehsinn 16b angetrieben wird, kann das von dem Luftmotor zur Welle des Generators übertragene Drehmoment kein Umlaufen des Generators im umgekehrten Drehsinn hervorrufen, und die ganze Abtriebsarbeit des Luft-
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drehrichtung der Kraftmaschinenwelle angetrieben wird.
Unter Anlassbedingungen ist die Drehzahl der Kraftmaschine so gering, dass sich der Schieberkolben 18 in seiner in Fig. 4 gezeigten Stellung für niedrige Drehzahl befindet, bei der die Schlitze 20 und 21 frei miteinander in Verbindung stehen, und der Schlitz 20 kann als Abluftschlitz gelten. Um den Motor 13 in der erforderlichen Drehrichtung anzutreiben, muss lediglich durch die Leitung 22 Luft in den Motor eingelassen und dabei die Entlüftungsleitung 23 abgesperrt werden. Letzteres erfolgt mittels eines Schie-
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bers oder Ventils 30. der bzw. das unter diesen Bedingungen von einem Betätigungsventil 31 automatisch betätigbarist, das aus einer eine druckempfindliche Vorrichtung enthaltenden Kammer 32 veränderlichen Rauminhalts besteht, die mit dem Schlitz 20 leitend in Verbindung steht.
Wenn die Kraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl oder schneller läuft, wird der Druck der Abzweigluft im Schlitz 20 in der Kammer 32 wirksam und führt eine Bewegung des Schieberkörpers 30 in die in den Fig. 1 - 3 gezeigte Stellung herbei, während unter Anlassbedingungen, also wenn ein solcher Druck fehlt, eine Feder 33 das Ventil 30 in die Stellung nach Fig. 4 verschiebt, bei der es die Entlüftungsleitung 23 schliesst und die Druckzuleitung 34 öffnet, durch die unter der Wirkung beispielsweise eines nicht dargestellten Anlasserdruckknopfes von einer beliebigen geeigneten Druckquelle Luft unter'Druck für das Anlassen zugeführt werden kann.
Fig. 5 zeigt Merkmale, die die zusätzliche Verwendung des Luftmotors zum Antrieb sowohl der Antriebswelle 1 der Kraftmaschine als auch des Generators 3 in deren normalen Drehsinn ermöglichen, wenn von der Kraftmaschine her keine Energie zur Verfügung steht, wie dies z. B. bei Versuchsbetrieb oder bei Ausfall der Kraftmaschine der Fall ist. In diesem Fall wird das Differentialgetriebe mittels einer Verriegelungseinrichtung ausser Tätigkeit gesetzt, die mit Verriegelungsstiften 35 ausgestattet ist, die, wenn sie durch die Betätigung eines Gabelhebels 36 zum Eingriff mit dem Zentralrad 5 gebracht werden, eine einheitliche gemeinsame Drehung der Zentralräder 5 und 6 mit dem Planetenradträger 12 mit einer Drehzahl herbeiführen, die von der Drehzahl des Motors 13 bestimmt und vom Getriebe 14 untersetzt wird.
Im übrigen ist die Betriebsweise des Luftmotors ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben.
Um die Notwendigkeit zu vermeiden, das Getriebe zu schalten, wenn man vom Anlassen der Kraftmaschine auf den Betrieb mitkonstanter Drehzahl übergeht, sind die Übersetzungsverhältnisse in dem Antrieb so gewählt, dass der Luftmotor bei seinem Lauf mit voller Drehzahl die Kraftmaschine mit einer Drehzahl antreibt, die die übliche Anlasserentkupplungsdrehzahl übersteigt, die gewöhnlich ein Viertel bis ein Drittel der normalen Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine beträgt, während anderseits die Übersetzungsverhältnisse zum Wechselstromgenerator so gewählt sind, dass der volle Bereich der Betriebsdrehzahlen des Luftmotors von der vollen Drehzahl in der "Vorwärtsdrehrichtung" bis zur vollen Drehzahl im entgegengesetzten Drehsinn ausreicht,
um die Änderungen der Drehzahl der Kraftmaschine über deren vollen Bereich von der Leerlaufdrehzahl (die gewöhnlich zirka die Hälfte der maximalen Betriebsdrehzahl der Kraftmaschine beträgt) bis zur vollen Maximaldrehzahl der Kraftmaschine auszugleichen.
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mit voller Drehzahl arbeitet und gleichzeitig der Schieberkolben 18 aus irgendeinem Grunde in der in Fig. 1 dargestellten Stellung hängen bleibt.
In diesem Falle wird durch die Reglereinheit 16 ein Sicherheitsventil 37 geöffnet und die Druckkammer 32 des Betätigungsmittels des Entlüftungsschiebers entlüftet, wobei eine Drosselstelle 138 in der Verbindungsleitung zwischen dieser Kammer und dem Schlitz 20 gewährleistet, dass der Druck in der Kammer 32 hinreichend sinkt, so dass der Schieber 30 seine in Fig. 4 und 5 dargestellte Anlass -Stellung ohne Rücksicht auf den Druck am Schlitz 20 einnimmt. Wenn sich der Entlüftungsschieber 30 in dieser Stellung befindet, versperrt er den Austritt aus der Leitung 22 und verhindert daher den Betrieb des Luftmotors.
Fig. 6 zeigt schematisch die Anordnung einer Kraftmaschinenanlage mit zwei Hauptkraftmaschinen, mit deren einer der Wechselstromgenerator 3 über ein Differentialgetriebe 4 gekoppelt ist und bei der Massnahmen getroffen sind, die einen Antrieb des Wechselstromgenerators mittels abgezweigter Luft von der andern Kraftmaschine über die in Fig. 5 gezeigten Anschlüsse ermöglichen, wenn die den Generator normalerweise antreibende Kraftmaschine sich ausser Betrieb befindet und von der Kraftmaschinenamriebs- welle 1 entkuppelt ist, wobei diese Massnahmen gleichzeitig gewährleisten, dass ein weiterer Verbraucheranschlusspunkt für Abzweigluft aus dem Kraftmaschinenkompressor, z.
B. ein Ladesystem für eine Druckkabine, der normalerweise mitAbzweigluft aus beiden Turbinen gespeist ist, von jeweils einer beliebigen Kraftmaschine automatisch getrennt wird, die sich gerade ausser Betrieb befindet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Leitung 37a, die zu dem zusätzlichen Verbraucher führt, mit den Abzweigluft-Austrittsleitungen 38 und 39 der dem Generator normalerweise zugeordneten Kraftmaschine 40 bzw. der ändern Kraftmaschine 41 verbunden ist, wobei in beiden Strömungswegen je ein Rückschlagventil 42 zwischengeschaltet ist.
Die Einlassleitung 20 für die Abzweigluft in den Luftsteuerschieber 16 ist an den Abzweigluft-Austrittsstutzen 38 der Kraftmaschine 40 zwischen dieser und dem ihr zugeordneten Rückschlagventil 42 derart angeschlossen, dass die Leitung 20 während des Anlassvorganges die Abluft von dem Luftmotor zur Kraftmaschine 40 führt, die unter diesen Bedingungen keinen nennenswerten Druck für Abzweigluft erzeugt. Die Verbraucherleitung 37a ist über ein Rückschlagventil 43 an einem Punkt der AnlassdruckZuleitung 34 angeschlossen, die, wenn das Ventil 30 sich in seiner Anlass-Stellung befindet, von der
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Druckzuleitung 34 für den Anlassdruck zum Motoranschluss 22 führt.
Wenn die Kraftmaschine 40 in ihrem normalen Drehzahlbereich läuft, steht in der Leitung 20 abgezweigte Luft unter Druck zur Verfügung, und das Ventil 30 befindet sich in jener Stellung, bei der der
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sich die Kraftmaschine 41 nicht in Betrieb befindet, nur von der Kraftmaschine 40, während die Kraft- maschine 41 durch das ihr zugeordnete Rückschlagventil 42 vom System getrennt ist.
Wenn die Kraftma- schine 40 sich ausser Betrieb befindet und angelassen werden soll, verbindet das Ventil 30 den Motoran- schluss 22 mit der Anlassdruckleitung 34, die von einer Anlass-Energiequelle 44 unter Druck gesetzt wird und mittels des Rückschlagventils 43 von der Verbraucherleitung 37a getrennt ist, während die Abluft aus dem Motor über die Leitung 20 zum Zweigluftanschluss 38 der Kraftmaschine 40 geführt wird, der un- ter diesen Umständen nicht unter Druck steht, so dass die erforderliche Druckdifferenz zwischen dem Ein- trittsstutzen und dem Austrittsstutzen des Motors gewährleistet ist. Wenn schliesslich die eine Kraftma- schine 40 zu einem Zeitpunkt ausfällt, zu dem der Wechselstromgenerator 3 elektrischen Strom liefern muss, während die Kraftmaschine 41 weiterläuft-ein Zustand, der z.
B. bei einem Flugzeug mit mehre- ren Motoren bei Ausfallen des einen Motors 40 auftreten kann-wird die Antriebswelle 1 (Fig. 1) von der
Kraftmaschine 40 getrennt und das Differentialgetriebe 4 mittels der Verriegelungseinrichtungen 35,36 verriegelt, während das Ventil 30 in der Stellung steht, in der die Leitung 34 mit dem Anschluss 22 ver- bunden ist. Der Wechselstromgenerator wird dann von dem Luftmotor in seinem normalen Drehsinn mit einer Drehzahl angetrieben, die im wesentlichen gleich ist seiner normalen Betriebsdrehzahl, und der Luftmotor ist mit Abzweigluft aus der Kraftmaschine 41 gespeist, die dem Motoranschluss 22 über das Rückschlagventil 43 zugeführt wird.
Obwohl eine Anordnung beschrieben wurde, bei der das Differentialgetriebe zwei Zentralräder mit Aussenverzahnung hat, von denen das kleinere mit der Welle einer Kraftmaschine und das grössere mit dem Wechselstromgenerator gekoppelt ist und bei der der Luftmotor mit dem Planetenradträger gekoppelt ist, können die Verbindungen des Luftmotors der Kraftmaschine und des Generators untereinander vertauscht werden, was in manchen Fällen eine Umkehr des Drehsinnes der einen oder der andern dieser Einheiten herbeiführt, wie dies für den Fachmann auf dem Gebiet der Differentialgetriebe geläufig ist, und, wenn erwünscht, können auch andere Arten von Differentialgetrieben, insbesondere solche mit einem in- nenverzahnten Zentralrad, Verwendung finden.
Auch in verschiedenen andern Hinsichten ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten beschränkt, wie sie für das Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 1-5 beschrieben sind. Der umlaufende Roots-Verdrängermotor kann durch jeden beliebigen Motor ersetzt werden, dessen Drehzahl innerhalb des erforderlichen Bereiches einstellbar ist und bei dem die Richtung des Drehmomentes umkehrbar ist, so dass der Motor zum Anlassen im entgegengesetzten Drehsinn antreibbar ist. Z. B. kann der Roots-Motordurch eine andere Verdrängermaschine ersetzt werden, die in einer beliebigen von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen und in mindestens einem Drehsinn mit einer von Null bis zu einer Maximaldrehzahl kontinuierlich oder fast kontinuierlich veränderbaren Drehzahl antreibbar ist.
Eine derartige Maschine kann eine solche mit unveränderlicher oder veränderbarer Verdrängung sein, und zu den geeigneten Maschinen gehören selbstansaugende Drehkolbenmaschinen mit entweder unveränderlichem oder einstellbarem Verdrängungsvolumen, Kolbenmaschinen, z. B. mit Kurbel- oder Taumelscheibenantrieb, Zahnradmaschinen (-pumpen) und Schraubenverdrängermaschinen mit oder ohne Expansions arbeit. Die Umkehr der Richtung des Drehmomentes kann, wo dies möglich ist, durch Umkehr der Strömungsrichtung herbeigeführt werden, wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, und vorzugsweise kann für Hilfszwecke, z.
B. zur Anpassung an einen veränderlichen Lieferdruck des Mediums, jede beliebige Massnahme zur Veränderung des Hubes oder der Verdrängung dienlich sein, die zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Antriebes beiträgt. Obwohl auch in den Fig. 1 - 5 nur eine Art eines Getriebes dargestellt ist, kann die Konstruktion des Getriebes ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken variiert werden. So kann z.
B. das kleinere von zwei aussenverzahnten Zentralrädern an der Antriebswelle 1 der Kraftmaschine angeordnet sein und das grössere an der mit dem Wechselstromgenerator gekoppelten Welle, und in diesem Falle muss der Luftmotor so angeordnet sein, dass er während des "Laufes am Boden" in der "Vorwärts-"Richtung, d. h. im gleichen Drehsinn läuft wie beim Erhöhen dervon der Kraftmaschine abgeleiteten Drehzahl des Generators. Zum Verriegeln des Getriebes können ferner anstatt der dargestellten Anordnungen Reibungskupplungen oder in jenen Fällen, in denen ein Sperren nur in einem Drehsinn erforderlich ist, sogenannte Freilaufkupplungen verwendet werden, und je nach Wunsch oder Bedarf können Differentialgetriebe mit Kegelrädern oder Planetenradgetriebe verwendet werden.
Der Betrieb des Ventils 30 als Sicherheitsventil gegen Drehzahlüberschreitungen kann anstatt mittels einer Hilfsentlüftung für die
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Ventilbetätigungskammer 32 auch mit einer mechanischen Auslöseeinrichtung herbeigeführt werden, die zwischen das Betätigungsmittel und das Ventil zwischengeschaltet wird, oder es kann ein getrenntes Si- cherheitsventil zusätzlich zu dem für Anlasszwecke verwendeten Ventil 30 in dem Pumpenanschluss 22 vorgesehen sein.
Insbesondere in dem Falle, dass ein getrenntes Sicherheitsventil gegen Drehzahlüber- schreitung verwendet wird, können die Steuerschieberverbindungen für die Leitung 22 für Anlasszwecke durch weitere Bunde am Schieberkolben 18 des Regelschiebers jenseits des Bundes 27 herbeigeführt wer- den, die derart angeordnet sind, dass sie bei einer weiteren Bewegung des Schieberkolbens 18 über die normale Stellung für kleine Drehzahlen hinaus ein Umsteuern bewirken, wenn die Drehzahl des Wechselstrommotors wesentlich unterhalb des normalen Mindestwertes liegt.
Einige abgewandelte Formen sind in den Fig. 7 - 11 gezeigt.
In Fig. 7 ist an Stelle des Roots-Motors 13 eine Kapselmaschine vorgesehen. Die Maschine ist mit einem Läufer 44a ausgestattet, der Schieber 45 aufweist, die durch beliebige geeignete Mittel in Anlage an der Leibung eines Ständers 46 gehalten sind, der zwei Austrittsstutzen hat, an denen die Leitungen 15 bzw. 22 angeschlossen sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Exzentrizität des Ständers 46 in bezug auf den Läuferkörper 44a in einer Gleitführung 47 einstellbar, und ein durch eine Leitung 49 mit der Druckmittelquelle verbundener Zylinder 48 ist vorgesehen, mit dessen Unterstützung eine Steigerung des Lieferdruckes eine Verminderung der Exzentrizität des Ständers 46 entgegen der Wirkung einer Feder 50 herbeiführt.
Wenn der verfügbare Druck des Mediums gering ist, ist die Aussermittigkeit des Läufers 44a in bezug auf den Ständer 46 gross, so dass eine angemessene Energiemenge verfügbar gemacht wird, wogegen bei höherem Lieferdruckdes Mediums die Exzentrizität vermindert wird, da ja dann die erforderliche Energiemenge durch eine geringere Durchtrittsmenge erzeugt werden kann.
Fig. 8 zeigt an Stelle des Roots-Motors 13 eine doppelwirkende Zweizylinder-Kolbenmaschine 51, die mit einem geeigneten Steuerschiebermechanismus 52 ausgerüstet ist, der durch eine Einrichtung 53 mit der Kurbelwelle 54 verbunden ist. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Motorwelle 54 mit dem Getriebe 4 verbunden.
Fig. 9 zeigt schematisch eine Taumelscheibenmaschine. Eine Anordnung von Zylindern 55 im Kreis ist gemeinsam drehbar mit einer Welle 56 vorgesehen, die mit dem Getriebe 4 verbunden ist, und die Kolben 57 der einzelnen Zylinder sind mittels Verbindungsstangen 58 mit einer Betätigungsscheibe 59 verbunden, die über Kugellager 60 auf einer geeigneten Grundplatte 61 ruht. Jeder Kolben vollführt ein Arbeitsspiel je Umdrehung der Zylinderanordnung. Die Neigung der Grundplatte 61 ist um einen Schwenkpunkt 62 und, wie im Falle der Fig. 7, mittels eines Zylinders 48 einstellbar, der über eine Leitung 49 unter dem Lieferdruck des Arbeitsmediums steht.
Fig. 10 zeigt einen Zahnradmotor 63, der ebenfalls, wie die Maschinen bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, mit dem Leitungssystem für das Arbeitsmedium über Leitungen 15 und 22 verbunden ist.
Fig. 11 schliesslich zeigt an Stelle der Roots-Maschine eine Schraubenverdrängermaschine 64.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antriebsvorrichtung, bei welcher ein mit konstanter Drehzahl anzutreibendes Arbeitsgerät, beispielsweise Generator, unter Mitverwendung eines Differentialgetriebes einerseits mit einer in einer bestimmten Drehrichtung, jedoch mit veränderlicher Drehzahl arbeitenden Kraftmaschine und anderseits mit einer Hilfsmaschine gekuppelt ist, deren Drehzahl selbsttätig so geregelt ist, dass sie die Drehzahlschwankungen der Kraftmaschine ausgleicht, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Hilfsmaschine (13) eine Steuervorrichtung (16,18) vorgesehen ist, durch die die Hilfsmaschine bei unterhalb der Normaldrehzahl laufender Kraftmaschine als Motor, dagegen bei oberhalb der Normaldrehzahl laufender Kraftmaschine als Arbeitsmaschine, jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung betrieben wird.