DE228181C

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Publication number: DE228181C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE AIh. GRUPPE

ARTHUR CHARLES KING, JAMES KING

in CLIFTON, MiDDL.,

Hayes, Middl., Engl.

Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Umlaufrädern.

Zusatz zum Patente 217488 vom 8. Dezember 1908.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. November 1909 ab. Längste Dauer: 7. Dezember 1923.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kraftübertragung von einem Hauptantrieb auf eine Last unter Vermittlung einer dynamoelektrischen Anordnung nach Art des Patentes 217488.

Die Neuerung soll hauptsächlich darin bestehen, daß ein bestimmter Antrieb und ein Antrieb mit verschiedenen im voraus bestimmten Geschwindigkeiten sowie ein Rückwärtsantrieb erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung ist wie die im Hauptpatent beschriebene Ausführung insbesondere zur Übertragung von Kraft von einem Motor auf Fahrzeuge bestimmt.

Auf der Zeichnung ist schematisch die Anordnung eines solchen Geschwindigkeitswechselgetriebes mit Umlauf rädern dargestellt.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß nach Art des Hauptpatentes in dem Anker verschiedene Feldmagnete angeordnet sind, die abwechselnd erregt werden, wobei jeder einzelne dieser Magnete mit einem besonderen Zahnradgetriebe in Verbindung steht, so daß je nach Erregung des einen oder des anderen Magneten verschiedene Zahnradgetriebe zur Wirkung kommen, oder aber daß, wenn sämtliche Magnete gleichzeitig erregt werden, eine direkte Kraftübertragung stattfindet.

Die Feldmagnete des dynamoelektrischen Teiles sind drehbar auf der Welle 1 gelagert oder mit dieser verbunden. Die Welle 1 wird von dem Hauptantrieb in ständiger Drehung erhalten. Wie in dem Hauptpatent, ist die Feldmagnetanordnung gemischt gewickelt, d. h. sie besitzt eine größere Anzahl von Polen oder Feldmagneten, und diese Pole sind nicht in einem Kreise, wie dies gewöhnlich bei Multipolardynamomaschinen der Fall ist, angeordnet, um auf einen einzigen Anker, welcher zwisehen den Polflächen umläuft, zu wirken, sondern sie sind vielmehr paarweise angeordnet, wobei jedes Polpaar auf einen Ankerteil einwirkt. Jedes Polpaar mit seinem Ankerteil bildet so eine zweipolige elektrische Maschine. Bei der vorliegenden Anordnung wird nun angenommen, daß der dynamoelektrische Teil aus zwei Zweipolmaschinen besteht; es ist jedoch ersichtlich, daß dieser Teil auch aus mehr als zwei Zweipolmaschinen bestehen kann. So könnte es beispielsweise aus vier Zweipolmaschinen bestehen. Die Anker der Zweipolmaschinen sind mit 2 und 3 bezeichnet. Die Pole oder Feldmagnete sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da ihre Anordnung und Lagerung bereits aus dem Hauptpatent ersichtlich ist. Ganz unabhängig von der Anzahl der verwendeten Zweipolmaschinen wird das Pol-

paar und der Anker jeder Maschine durch einen Träger getragen, derart, daß der dynamoelektrische Teil als Ganzes drehbar ist. In der hier beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der Träger aus zwei Scheiben 4. Diese Scheiben 4 sind auf einer Zwischenwelle 5 derart gelagert, daß üie sich auf ihr drehen können, und sie sind derart voneinander entfernt angeordnet, daß die Pole und die Anker der dynamoelektrischen Maschine wie beim Hauptpatent zwischen ihnen liegen oder von ihnen eingeschlossen werden. Die Scheiben sind miteinander verbunden, so daß die Pole leicht gelagert und von denselben getragen werden können und sie daher als ein Ganzes umlaufen müssen. Eine der Scheiben 4 ist mit der Welle 1 durch einen Flansch i^a verbunden. Wenn der Hauptantrieb angelassen und die Welle 1 in Umdrehung versetzt wird, so wird somit auch der Träger 4 in Umdrehung versetzt und nimmt hierbei die Polpaare und die Anker mit.

Die Pole sind bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung derart angeordnet, daß die Wellen 6 und 7, auf denen die zugehörigen Anker 2 und 3 gelagert sind, parallel zu der Zwischenwelle 5 in Lagern 8 laufen. Auf dem über die Scheibe 4 hervorragenden Ende der Ankerwellen 6, 7 ist je ein Zahnrad gelagert, und zwar ist auf der Welle 6 das Zahnrad 9 und auf der Welle 7 das Zahnrad 10 angeordnet. Die Zahnräder 9 und 10 liegen nicht in derselben Ebene. Die Anordnung der Zahnräder 9 und 10 hat den Zweck, jedes dieser Zahnräder mit einem besonderen Zahnrad 11 bzw. 12 in Eingriff bringen zu können. Das Zahnrad 9 greift in das Zahnrad 11 ein, während das Zahnrad 10 in das Zahnrad 12 eingreift. Das Zahnrad 11 ist auf die Zwischenwelle 5 aufgekeilt, während das Zahnrad 12 auf eine Muffe 13 aufgekeilt ist, welche über die Welle geschoben ist und sich auf derselben drehen kann.

Das eben beschriebene Getriebe liegt in einem Gehäuse 16, welches auf der äußeren Fläche der Scheibe 4, die nicht mit der Welle 1 verbunden ist, angeordnet ist. Die Muffe 13 läuft in einem Lager 14, während die Zwischenwelle 5 außerhalb des Gehäuses 16 in passender Weise gelagert ist. Die Räder 9, 11, 10 und 12 bilden zwei Gruppen von Sonnen- und Planetengetrieben.

Der Strom zur Erregung der Feldmagnete der dynamoelektrischen Maschinen wird von einer passenden Elektrizitätsquelle, beispielsweise von einer Sekundärbatterie oder von einem Erreger, aufgenommen, welcher durch den Hauptantrieb oder durch den Motor angetrieben wird. Die Wicklung oder Erregerspule der Feldmagnete ist mit einer Umschaltvorrichtung ausgestattet, welche derart ist, daß die Feldmagnete der einen dynamoelektrischen Maschine erregt werden können, ohne Rücksicht auf die Feldmagnete der anderen dynamoelektrischen Maschine, oder daß auch beide dynamoelektrischen Maschinen gleichzeitig erregt werden können. Jede beliebige Umschaltvorrichtung kann verwendet werden, welche es ermöglicht, den Strom durch die Feldwicklungen zu verändern und die Verbindüngen der Feldwicklungen hintereinander oder zu Gruppen oder zu Parallelgruppen oder parallel zu ermöglichen. Die Änderung in der Stromstärke der Feldwicklungen oder die Verbindungen der Feldwicklungen müssen nach dem Hauptpatent eine Änderung in der Stärke der magnetischen Felder der dynamoelektrischen Maschine hervorrufen, und diese Änderungen in der Feldstromstärke müssen wiederum Veränderungen in dem Antrieb hervorbringen.

Auf der Muffe 13 ist eine Bremstrommel 18 befestigt. Dieselbe liegt hinter dem Lager 14, könnte jedoch auch zwischen dem Lager 14 und den dynamoelektrischen Teilen liegen..

Der Getriebekasten 19 liegt an der einen Seite der Muffe 13 und auf der anderen Seite auf einer Welle 20, welche den Antrieb auf die Last überträgt. Der ganze Kasten 19 ist um die Muffe 13 und Welle 20 drehbar und enthält drei Zahnräder 21, 22, 23, welche auf die Welle 24 aufgekeilt oder sonstwie auf dieser befestigt sind.

Die Enden der Welle 24 liegen in Kugellagern 25, welche in den Wandungen des Kastens angeordnet sind. Die Zahnräder 21, 22 und 23 greifen in drei entsprechende Zahnräder 26,27 und 28 ein. Das Zahnrad 26 ist auf der Welle 20 befestigt. Das Zahnrad 27 ist auf die Zwischenwelle 5 aufgekeilt, während das Zahnrad 28 auf der Muffe 13 befestigt ist. Der Lagerkasten ist auf seinem Umfang mit einer Bremsfläche 29 ausgestattet, mit der ein nicht dargestelltes Bremsband in Eingriff gebracht werden kann. Letzteres ermöglicht es, den ganzen Getriebekasten gegen Drehung festzustellen. Zu der Bremstrommel 18 gehört gleichfalls ein entsprechendes, nicht dargestelltes Bremsband. Die Bremstrommel 18 und der Getriebekasten 19 können mechanisch, elektrisch oder elektromagnetisch oder auf andere Weise gebremst werden.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Getriebes ist folgende:

Wird der Hauptantrieb in Bewegung gesetzt und mit der Welle 1 gekuppelt, so muß letztere in Umdrehung geraten, hierbei auch den Träger 4 und somit auch die Pole und die Anker 2 und 3 mitnehmen, welche sich um die Zwischenwelle 5 drehen. Wenn der Träger 4 sich um die Zwischenwelle 5 dreht, so müssen auch die Anker 2 und 3 um ihre Achse sich drehen, da die Zahnräder 9 und 10 mit den Zahnrädern 11 und 12

in Eingriff sind, welch letztere fest stehen bleiben, weil sie unter Vermittlung der Welle 20 und des Getriebekastens 19, Zwischenwelle 5 und Muffe 13 mit der Last in Verbindung stehen. Nunmehr wird die Umschaltvorrichtung eingeschaltet und eine der elektromagnetischen Maschinen erregt. ¹Es soll angenommen werden, daß die dynamoelektrische Maschine, zu welcher der Anker 2 gehört, erregt wird.

Wenn diese dynamoelektrische Maschine erregt ist, so muß der Anker 2 in dem magnetischen Feld umlaufen, und seine Drehung wird mehr oder weniger, je nach der Stärke des erzeugten magnetischen Feldes, verzögert. Wenn das magnetische Feld allmählich von Null auf die volle Stärke vergrößert wird, so muß der Widerstand gegen die Drehung des Ankers entsprechend anwachsen, und wenn das Feld zu '< seiner vollständigen Stärke erregt worden ist/ so wird der Anker fast vollständig mit Bezug auf seine Pole festgehalten. Der anwachsende Widerstand, der der Drehung des Ankers entgegengesetzt wird, wird eine allmähliche und anwachsende Drehung zwischen den Zahnrädern 9 und 11 hervorbringen, und wenn diese Drehkraft hinreichend ist> so wird sie den Widerstand, der .durch die Last geboten wurde, überwinden und die Last in Umdrehung versetzen. Die Last wird, wie durch Hauptpatent bekannt, somit mit allmählich anwachsender Geschwindigkeit angetrieben, bis sie schließlich die volle, durch, die Art des in dem Getriebekasten 19 gelagerten Getriebes bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat. Die Kraft wird somit auf die Last von dem Zahnrad 11 durch Zwischenwelle 5, Zahnräder 27, 22, Welle 24, Zahnräder 21, 26 und Welle 20 übertragen. Der Getriebekasten wird hierbei durch die Bandbremse festgehalten. Wenn nunmehr der Umschalter für eine andere Geschwindigkeit noch weiter benutzt wird, so wird diejenige dynamoelektrische. Maschine, zu welcher der Anker 2 gehört, wieder ausgeschaltet, während die dynamoelektrische Maschine, zu welcher der Anker 3 gehört, eingeschaltet wird. Der Antrieb erfolgt dann durch die Zahnräder 10, 12, Muffe 13, Zahnräder 28, 23, Welle 24, Zahnräder 21, 26 und Welle 20, wobei der Getriebekasten wie vorher festgehalten wird.

Wenn nun der Schalter noch weiter geschaltet wird, so werden beide Anker 2 und 3 zur Drehung in ihren magnetischen Feldern gebracht, so daß eine dritte Geschwindigkeit erzielt wird; der Antrieb erfolgt dann direkt, da die Zahnräder in dem Getriebekasten 19 gegen relative Verdrehung gesperrt sind. Die Bremse wird in diesem Augenblick von dem Getriebekasten 19 abgezogen.

Ein Antrieb in umgekehrter Richtung wird dadurch erreicht, daß man die Bremse auf dem Getriebekasten 19 freigibt und die Trommel 18 bremst, wobei die dynamoelektrische Maschine, zu welcher der Anker 2 gehört, stromdurchflossen ist. Der Antrieb geschieht dann durch die Zwischenwelle 5, Zahnräder 27, 22, Welle 24, Zahnräder 21, 26 und Welle 20. Das Getriebe in dem Getriebekasten 19 wirkt dann, wenn das Getriebe auf Rücklauf arbeitet, als ein Umlaufrädergetriebe, während es, wenn der Vorwärtsgang und der direkte Antrieb benutzt wird, als einfaches Kammgetriebe arbeitet.

Es ist ersichtlich, daß die Kraft mit drei bestimmten Geschwindigkeiten auf Vorwärtslauf übertragen werden kann, und daß noch zwisehen diesen bestimmten Geschwindigkeiten liegende Zwischengeschwindigkeiten durch die Regelung der Magnetfeldstärke der betreffenden dynamoelektrischen Maschine nach Art des D. R. P. 217488 erreicht werden können.

Obwohl anstatt der mechanischen Bremsen auch andere Bremsen verwendet werden können, empfiehlt sich jedoch die Verwendung von elektrischen oder elektromagnetischen Bremsen, weil dann die Verbindungen durch dieselbe Umschaltvorrichtung geregelt werden können, mit welcher die dynamoelektrischen Maschinen geregelt werden, so daß jede Möglichkeit einer unrichtigen Handhabung ausgeschlossen ist.

Claims

Patent-Anspruch:

Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Umlauf rädern nach Patent 217488, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker der dynamoelektrischen Einrichtung einzeln oder zusammen erregt werden, wobei jeder Anker mit einem besonderen Getriebe in Verbindung steht, so daß je nach Erregung verschiedene Geschwindigkeiten auf die Last wirken, gleichzeitig diese Geschwindigkeiten aber im Sinne des Hauptpatentes einer Verzögerung unterworfen werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.