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Magnetelektrisches Getriebe. Das Problem des Übersetzungswechsels
bei Kraftfahrzeugen, Werkzeugmaschinen u. dgl. ist noch nicht befriedigend gelöst.
Der Einführung magnetelektrischer Aggregate, die hierfür sehr geeignet wären, stehen
die Mängel der bekannten Anordnungen entgegen. Diese sind nämlich zu schwer,- sperrig,
kompliziert und empfindlich, erfordern überdies besondere Schaltapparate zu ihrer
Regelung, was die Zuverlässigkeit beeinträchtigt.
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Vorliegende Erfindung besteht in einer diese Mängel vermeidenden Anordnung:
Auf der Zeichnung ist i der Antriebsmotor, dessen Welle 2 zweckmäßig zugleich angetriebene
Getriebewelle ist. Sie trägt den Läufer 3, an dem sich erregte oder permanente Magnete
q. befinden. Zwischen diesen ist der außerdem vom festgelagerten Stator 5 umgebene
Mehrfach-T-Kurzschlußanker 9, evtl. mit Wendepolen o. dgl. versehen, drehbar gelagert.
Seine die mechanische Energie abführende Welle io trägt den Bürstenhalter i i, welcher
deren Drehung mitmachen muß, dessen Einstellwinkel gegenüber den Ankerpolen jedoch
von außen durch Gestänge 1z und Pedal 13 geändert werden kann. Die miteinander in
Verbindung stehenden Bürsten schleifen auf dem Kollektor 8, dessen zahlreiche Segmente
an die entsprechenden Wicklungen des Stators angeschlossen sind. Der Kollektor kann
anstatt des Bürstenhalters verstellbar eingerichtet sein bzw. mit Spiralsegmenten
o. dgl. versehen werden.
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Die Wirkungsweise des Aggregates ist kurz folgende Der rasch umlaufende
Läufer 3 bildet zusammen mit einem Teil des Ankers 9 einen Wechselstromgenerator.
Der restliche Teil des Ankers und der Stator 5 wiederum entsprechen zusammen einem
Repulsionsmotor, nur das hier eine der üblichen entgegengesetzte Anordnung vorliegt.
Der Stator übernimmt nämlich hier die Rolle, die beim Standardrepulsionsmotor der
Anker inne hat. Der Repulsionsmotor hat eine Reihenschlußcharakteristik und daher
das hier erwünschte große Anzugsmoment sowie, durch Bürstenverstellung allein, verlustfreieste
Regelung. In der Wicklung des Ankers 9 wird Wechselstrom erzeugt, dessen Frequenz
dem Schlupf zwischen Läufer 3 und Anker 9, durch den er entsteht, proportional ist.
Dieser Strom induziert wiederum im Stator 5 Ströme, deren Stärke und Lage von der
Bürsteneinstellung abhängt. Sowohl der Läufer 3 als auch der Stator 5 üben auf den,
gegebenenfalls mehrteiligen, Anker 9 Momente aus. Infolge des ersteren wird ein,
bei normaler Belastung
der wesentliche, Teil der zugeführten mechanischen
Energie unmittelbar als solche weitergeleitet, so daß klein bemcssene elektrische
Organe, da nur vorübergehend voll belastet, ausreichen. Die durch Bürstenverstellung
o. dgl. regelbaren, vom Stator 5 auf den Anker 9 ausge.üb:cn zu:ä:zlicliea Momente
führen ihm fast verlustfrei die mechanische Energie wieder zu, die durch den Schlupf
zwischen Läufer 3 und Anker 9 in e:ektr:sche umgewandelt wurde. Der Transp ort dieser
Energie erfolgt auf denkbar kürzestem verlustfreien Wege durch die Kurzschlußwicklung
des Ankers 9. Das Getriebe baut sich infolge seiner Einfachheit sehr stabil, gedrungen
und zuverlässig, wozu beiträgt, daß nur der leicht zugänglich anzubringende Kollektor
8 und die Bürsten gelegentlicher Wartung bedürfen. Angenommen, das Getriebe findet
Verwendung beim Kraftwagen, so sind zu dessen Bedienung nur mehr zwei Hebel (Pedale@@
erforderlich, der eine, 13, zur Verstellung der Bürsten, der andere, i4., zur Betätigung
der Drossel (Akzelerator). Letzterer kann durch einen selbsttätigen Tourenregler
ersetzt werden. Soll der Wagen bei laufendem Motor stillstehen, so werden die Bürsten
in eine neutrale Lage eingestellt, in die sie zweckmäßig nach Aufhören äußerer Einwirkung,
z. B. durch Federkraft, immer weder zurückkehren. Das Anker- und Statorfeld stehen
darin so zueinander, daß kein Moment auftritt, und das Aggregat Anker-Stator besitzt
hierbei eine so große Selbstinduktion, daß nennenswerte Stromflüsse und damit eine
mechanische Einwirkung des Läufers auf den Anker ebenfalls ausbleibt. Der Antriebsmotor
ist unbelastet und würde, ungedrosselt, durchgehen. Soll das Fahrzeug in Bewegung
gesetzt werden oder Steigungen überwinden, gesetzt werden die Bürsten in Richtung
der beabsichtigten Ankerdreh- (bei Vorausfahrt gleicb Motordreh-) Richtung langsam
verstellt, während gleichzeitig durch öffnen der Drossel der Motor auf Touren gebracht
bzw. gehalten wird.
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Durch Herausdrehen der Bürsten aus der neutralen .Lage wird das Stator-
gegen das Ankerfeld verdreht, die Selbstinduktion des Aggregates sinkt, um erst
entsprechend der zunehmenden Ankerdrehzahl wieder anzusteigen. Sowohl der Läufer
als auch in besonders starkem Maße der Stator üben auf den Anker Drehmomente aus,
wodurch ein großes Anzugsmoment zustande kommt. Das Fahrzeug beschleunigt seine
Fahrt so lange, bis ein der gegebenen Bürstenstellung und Motorleistung entsprechender
Gleichgewichtszustand erreicht ist. je geringer der Fahrwiderstand und je größer
die Umdrehungszahl des Ankers im Motordrehs#*nne ist, desto geringer wird der Schlupf
zwischen Anker und Läufer und somit die Frequenz. Dies bedeutet zugleich eine Abnahme
der Eisenverluste. Im günstigsten Falle kommt der Stator fast ganz außer Wirksamkeit,
wobei dann Läufer und Anker mehr die Funktion einer sehr elastischen Kupplung versehen.
Rückwärtsfahrt und gegebenenfalls das Bremsen wird dadurch erzielt, daß die Bürsten
o. dgl. in der Motordrehung entgegengesetzteY Richtung über die neutrale Stellung
hinaus verstellt werden. Das vom Statorfeld auf den Anker ausgeübte Moment überwiegt
dasjenige des Läufers, wodurch Drehung im entgegengesetzten Sinn erzielt wird. Das
Pedal 13 wird zweckmäßig mit einem Haken versehen, um dasselbe mit dem Fuß anheben
und hierdurch die oben beschriebene Bürstenverstel-:ung bewirken zu können. Es ist
hiernach verständlich, daß bei Verwendung eines Getriebes gemäß der Erfindung durch
sinngemäße Bedienung bloß zweier Hebel (im Falle, daß Tourenregelung selbsttätig
erfolgt, eines einzigen) die Fahrt allen Wünschen und Erfordernissen angepaßt werden
kann. Es ergibt sich unter Umständen die Notwendigkeit, die Teile der Maschinenanlage
in einem möglichst schmalen Raum unterzubringen, z. B. beim Kraftrad. Hierfür ist
die beschriebene Anordnung zu breit. In diesem Falle hilft man sich am einfachsten
durch Zerlegen des Kurzschlußankers in zwei z. B. parallel zueinander liegende,
mittels Ketten o. dgl. gekuppelte Teile, wovon einer mit dem Läufer, der andere
mit dem Stator korrespondiert, wobei dann auch, wie beim normalen Repulsionsmotor
der Rotor den Kommutator tragen kann, oder man bildet den Anker ringförmig aus und
setzt den Stator konzentrisch in gleiche Ebene wie den Läufer.