DE444374C - Electric drive device, in particular for motor vehicles - Google Patents

Description

Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher ein von einer Wärmekraftmaschine mit einer Akkumulatorenbatterie zusammenarbeitender Generator die Fahrzeugmotoren speist. Arbeiten derartige Einrichtungen mit konstantem Strom, so besteht die Schwierigkeit, daß das System nicht ausreicht, falls bei hohen Belastungen des Motors Energie der Batterie entnommen wird und die Spannung des Systems dementsprechend vermindert ist, da dann die Leistung des Generators, die dem Produkt aus Strom und Spannung entspricht, abnimmt. Es sind schon Systeme bekannt geworden, die ohne Batterie arbeiten, bei denen den Motoren konstante Leistung zugeführt wird. Hierbei ergeben sich insofern unbrauchbare Verhältnisse, als der Gesamtbetrieb des Wagens sich nach der den 11otoren zugeführten Leistung richten muß, so daß also nur Betriebsweisen möglich sind, die bei ,der gegebenen Charakteristik der Motoren (Hauptstrommotoren) konstante Leistung zulassen. Die Motoren müssen auf ebenen Straßen eine übergroße Geschwindiä keit annehmen, andererseits, wird die Geschwindigkeit der Motoren so eingestellt, wie es die Verkehrsvorschriften zulassen, so versagt der Wagen in der Steigung.Electric drive device, in particular for motor vehicles. The invention relates to an electric drive device, in particular for motor vehicles, in which a generator, which works together from a heat engine with a storage battery, feeds the vehicle engines. If such devices work with constant current, the problem arises that the system is insufficient if energy is drawn from the battery when the motor is under high loads and the voltage of the system is correspondingly reduced, since the output of the generator is then the product of current and voltage corresponds to decreases. Systems have already become known which operate without a battery, in which constant power is supplied to the motors. This results in unusable conditions in that the overall operation of the car must be based on the power supplied to the motors, so that only modes of operation are possible which allow constant power for the given characteristics of the motors (main current motors). The motors must reach an excessive speed on flat roads, on the other hand, if the speed of the motors is set as the traffic regulations allow, the car will fail on the incline.

Die Erfindung hat nun eine neue Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zum Gegenstand, mittels deren die beschriebenen Nachteile vermieden und darüber hinaus sehr erhebliche Vorteile erzielt werden können.The invention now has a new drive device, in particular for motor vehicles, to the subject, by means of which the disadvantages described are avoided and, moreover, very considerable advantages can be achieved.

Der Erfindung gemäß wird bei elektrischen Antriebsvorrichtungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchen ein von einer Wärmekraftmaschine anzutreibender., mit einer Akkumulatorenbatterie zusammenarbeitender Generator die Fahrzeugmotoren speist, die je nach den Betriebsbedingungen ihrer Größe nach wechselnde Motorleistung derartig auf Akkumulatoren und Generator verteilt, daß dem Generator dauernd konstante Leistung entnarnmen wird. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, daß die Batterie, bezogen auf die Strommenge, zwischen einer bestimmten Ladegrenze und einer bestimmten Entladegrenze arbeitet. Auch wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit dem Batterieladezähler eine einstellbare Schalteinrichtung verbunden, die den Generator abschaltet,, sobald eine vorbestimmte Ladegrenze erreicht, ihn -einschaltet, sobald eine vorbestimmte Entladegrenze erreicht wird.The invention according to electrical drive devices, in particular for motor vehicles in which a heat engine to be driven., A generator working together with an accumulator battery powers the vehicle's engines feeds which, depending on the operating conditions, their size according to changing engine power distributed in such a way to accumulators and generator that the generator is constantly constant power is removed. In a further embodiment of the invention, the arrangement is made so that the battery, based on the amount of current, is between a certain charge limit and a certain discharge limit works. Also in a preferred embodiment the invention connected to the battery charging meter an adjustable switching device, which switches off the generator, as soon as a predetermined charge limit is reached, him -switches on as soon as a predetermined discharge limit is reached.

Bei der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung -wird somit dem von der Verbrennungskraftmaschine betriebenen Generator unter den wechselnden Betriebsverhältnissen konstante Leistung entnommen. Dabei ist die Einrichtung im besonderen so getroffen, daß die Arbeits- und Wirkungsweise der Motoren durch die vorhandenen Einrichtungen in keiner Weise beeinträchtigt -wird, daß vielmehr die Motoren selbsttätig immer so arbeiten, wie es die jeweiligen Verhältnisse erfordern. Es besteht keine eindeutige Bindung zwischen der Motorleistung und der Generatorleistung, so daß sich der 1Jotor beliebigen Betriebsverhältnissen anpassen und eine beliebige Leistung aufnehmen kann, während dem Generator dauernd konstante Leistung entnommen wird. Zum Ausgleich der Differenz zwischen Motor- und Generatorleistung dient die Akkumulatorenbatterie. Durch die Spannung dieser Batterie wird die Spannung des Systems vorwiegend beherrscht. Sie ändert sich in weiten Grenzen je nach dem Ladezustand der Batterie und je nach dem 1Zaß der Belastung und der Entladung. Ist die Batterie weitgehend entladen, so kann sie bei der Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung weiter bis auf einen hohen Grad entladen werden, so daß ihre Spannung auf weniger als zwei Drittel ihres normalen Wertes herabsinkt, wie es beispielsweise dann erforderlich -werden kann, -wenn das Fahrzeug eine längere erhebliche Steigung zu überwinden hat. Da jetzt der auf die Motoren arbeitende Generator bei verminderter Spannung erhöhten Strom liefern kann, kann also auch in diesen extremen Fällen' der Generator voll ausgenutzt werden.In the drive device according to the invention, that of the internal combustion engine operated generator under the changing operating conditions constant power taken. In particular, the facility is designed in such a way that that the operation and operation of the engines through the existing facilities in no way impaired -is that rather the motors always automatically work as the respective circumstances require. There is no clear one Bond between the engine power and the generator power, so that the 1Jotor Adapt to any operating conditions and absorb any power can, while the generator is constantly drawing constant power. To compensate the difference between engine and generator power is used by the accumulator battery. The voltage of this battery predominantly controls the voltage of the system. It changes within wide limits depending on the state of charge of the battery and depending on the 1Zaß of the load and the discharge. If the battery is largely discharged, so it can continue except for one in the drive device according to the invention high degrees so that their voltage is less than two-thirds of theirs normal value falls, as it may then be necessary, for example, -if the vehicle has to negotiate a long, steep incline. There now the generator working on the motors increased current at reduced voltage can deliver, so even in these extreme cases' the generator can be fully utilized will.

Ein weiterer Vorteil des Systems besteht darin, daß infolge der konstanten Generatorbelastung auch die Antriebsmaschine, abgesehen von besonderen Ausnahmefällen, dauernd konstant belastet ist, so daß dementsprechend der Brennstoffverbrauch ein sehr ökonomischer ist, da die Verbrennungskraftniaschine mit Rücksicht auf ihre konstante Leistung dauernd bei höchstem Wirkungsgrad arbeiten kann. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt -Abb. r das Schaltbild einer Anordnung, Abb.2 und 3 Einzelteile in vergrößertem Maßstab, Abb. 4. eine Ausführungsform eines Wattreglers. -Mit der Verbrennungskraftmaschine i ist unmittelbar der Generator :2 gekuppelt, der auf die Sammelschienen q., 5 arbeitet. Von den Sammelschienen wird der Strom über den Fahrschalter 6 den Antriebsmotoren A, a zu- geführt. In dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind zwei Motoren dargestellt, es kann aber auch ein Motor zum Antrieb des Fahrzeuges dienen, der über ein Differential auf die Treibräder -wirkt; auch können zwei oder vier Räder angetrieben -werden, indem jedem Rad ein Motor unmittelbar zugeordnet ist, so daß Differentiale entbehrlich werden. An den Sammelschienen q., 5 liegt die Akkumulatorenbatterie io parallel dem Generator. In den Hauptkreisen liegen ferner noch ein Hauptschalter 7, der als Steckschalter ausgebildet ist, und in der gezeichneten Stellung die drei Kontakte 13, r4., 15 der Sammelschiene 5 des Generators 16, der Batterie und die Motorleitung 611 miteinander verbindet. Ferner liegt im Stromkreise der Batterie ein Amperestundenzähler i i, im Motorkreise ein Selbstschalter g. Die Hauptleitungen sind in.der Zeichnung mit starken Linien, die Regelstromkreise mit schwachen Linien veranschaulicht. Der Batteriestrom dient zum Anlassen des Wagens, indem der Generator 2 als- Anwurfinotor für den Verbrennungsmotor dient und gleichzeitig die Antriebsmotoren mittels des Steuerschalters angeiassen werden, der die Motoren in einer der üblichen Schaltungen, wie beispielsweise Reihenparallelschaltung, steuern kann. , Von der -Sammelschiene 4 führt eine Verbindung i8 zu je einem Ende der beiden Spulen 70, 72 bzw. 71, 73 des Selbstschalters 12. Das Ende 72 der einen -Spule führt zu dem offenen Kontakt 76 auf der Vorderseite des Amperestundenzählers, dessen Gegenkontakt durch die Leitung ig mit der Sammelschiene 5 verbunden ist. -Wie Abb.2 deutlicher veranschaulicht, sitzen die beiden Spulen 70, 72 und 71, 73 auf einem gemeinsamen Kern reu, auf dein zwischen ihnen eine Isolierhülse 30 mit metallenem Kontaktring 3r angebracht ist. Dieser und der benachbarte Teil der Hülse 30 weisen Ringnuten auf, in die zwei Kontakte 32 eingedrückt werden, die in der Speiseleitung r8 der Spulen liegen, die außerdem auch die Spulen ig und 2o zweier elektrisch gesteuerter Schalter igu und 20u speist, die in der Leitung 3 liegen. Wenn der Kern 12a voll der Spule 71, 73 nach rechts gezogen wird, wird ein Stromkreis über die Leitung 18 und den leitenden Ring 31 geschlossen, wenn die Spule 70-72 (1e11 Kern nach links zieht, wird der Stromkreis durch die Isolierhülse 30 geöffnet. Die Kontakte 32 wirken durch Federdruck der Kernverschiebung entgegen.Another advantage of the system is that, due to the constant generator load, the drive machine is constantly under constant load, apart from special exceptional cases, so that the fuel consumption is accordingly very economical, since the internal combustion engine is always at the highest level of efficiency with regard to its constant output can work. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing, namely -Fig. r the circuit diagram of an arrangement, Fig.2 and 3 individual parts on an enlarged scale, Fig. 4. an embodiment of a watt regulator. -The generator: 2, which works on the busbars q., 5, is directly coupled to the internal combustion engine i. The current is fed from the busbars via the travel switch 6 to the drive motors A, a . In the embodiment illustrated in the drawing, two motors are shown, but one motor can also be used to drive the vehicle and act on the drive wheels via a differential; two or four wheels can also be driven by directly assigning a motor to each wheel, so that differentials are unnecessary. On the busbars q., 5 the accumulator battery io is parallel to the generator. In the main circuits there is also a main switch 7, which is designed as a plug-in switch and, in the position shown, connects the three contacts 13, r4., 15 of the busbar 5 of the generator 16, the battery and the motor line 611 to one another. In addition, there is an ampere-hour meter ii in the circuit of the battery and an automatic switch g in the motor circuit. The main lines are shown in the drawing with thick lines, the control circuits with weak lines. The battery power is used to start the car by using the generator 2 as a starting motor for the internal combustion engine and at the same time the drive motors are started by means of the control switch, which can control the motors in one of the usual circuits, such as series parallel connection. From busbar 4, a connection i8 leads to one end of each of the two coils 70, 72 and 71, 73 of circuit breaker 12. End 72 of one coil leads to open contact 76 on the front of the ampere-hour meter, its counter contact is connected to the busbar 5 by the line ig. -As Figure 2 illustrates more clearly, the two coils 70, 72 and 71, 73 sit on a common core reu, on which an insulating sleeve 30 with a metal contact ring 3r is attached between them. This and the adjacent part of the sleeve 30 have annular grooves into which two contacts 32 are pressed, which are in the feed line r8 of the coils, which also feeds the coils ig and 2o of two electrically controlled switches igu and 20u that are in the line 3 lie. If the core 12a is pulled to the right by the coil 71, 73, a circuit is closed via the line 18 and the conductive ring 31, if the coil 70-72 (1e11 core pulls to the left, the circuit is opened by the insulating sleeve 30 The contacts 32 counteract the displacement of the core by means of spring pressure.

Der in Abb.3 für sich dargestellte Amperestundenzähler trägt an dein Zifferblatt den festen Kontakt 76 an der Stelle, die die volle Batterieladung anzeigt. Der bewegliche Kontakt 7 _# kann entsprechend dem Betrieb des Fahrzeugs etwa zwischen zwei Dritteln t:nd sieben Achteln Volladung eingestellt werden. Wenn der Zeiger auf Volladung steht, ist der Kontakt 76 geschlossen, die Spule 70, 72 des Schalters 12 ist erregt, und das nach links gezogene Isolierstück 30 hat die Leitung i8 und den Stromkreis der Spulen ig und 2o unterbrochen:- Die Kontaktbrücken der beiden Schalter iga und --oa fallen nun ab und öffnen den Stromkreis der Leitung D - zwischen den Kontakten 21 und 23, wodurch der Stromerzeuger vollständig abgeschaltet und der Zündstromkreis der Verbrennungskraftinaschine bei 22 geöffnet wird, wohingegen die Kontakte 24 bis 25 durch - den Anlaßwiderstand 26 verbunden bleiben. Sobald die durch den festen Kontakt 76 vorbestimmte Ladegrenze der Batterie erreicht ist, wird also der Generator abgeschaltet und stillgesetzt, so daß das Fahrzeug von der Batterie allein angetrieben wird. Hierdurch entlädt sich die Batterie, bis der den Entladungszustand wiedergebende Zeiger die verstellbaren Kontakte 75 leitend überbrückt. An diesen Kontakten liegt einerseits' die Klemme 73 der Spule 71, 73, andererseits die Leitung i9, so liaß also die Spule 74 73 zwischen die Sammelschiene 5 und die Sammelschiene 4 gelegt wird. Die Spule wird erregt, der Kern 12a nach rechts gezogen, so daß die Leitung i8 durch den Metallkontakt 31 geschlossen wird. Die Rippe zwischen dem- Isolierring 30 und dein leitenden Ring 31 wirkt mit den federnden Kontakten 32 einer Verschiebung des Kerns durch die Erschütterungen des Fahrzeugs beim Fahren entgegen. Wenn die Leitung i8 durch den Kontakt 31 geschlossen worden ist, wird die Spule i9 des Schalters iga erregt und ihr Kern magnetisch gehoben, der nun - die Kontakte 22 und 23 mit der Klemme 21 der Hauptleitung 5 verbindet, die finit dein einen Batteriepol durch die Kontakte 13 und 14 und die Leitung 16 in Verbindung steht. Der Strom fließt null durch den Anlaßwiderstand 26, die Hauptstromspule 27 und uni den Kern des Schalters 20a, danach durch die Leitung 5 zum Stromerzeuger 2 und in die Leittang 4., womit der Stromkreis zwischen clean Stromerzeuger 2 und der Batterie io geschlossen ist, so daß der nun als Motor arbeitende Stromerzeuger von der Batterie angetrieben wird und die Kurbelwelle der Verl)renntüigslkraftiiiascliine dreht. `Venn der Strom von der Batterie zum Stromerzeuger fließt, arbeitet die Spule 27 als Differentialspule mit Bezug auf die Spule 2o und überwindet, wenn der Anlaßstroln in der Spule 27 abnimmt, den Zug der Spule 27. Die I""-:ontal:tstanlze wird nunmehr angehoben, wodurch die Kontakte 24, 25 geschlossen werden und der Anlaßwiderstand 26 kurzgeschlossen wird. Der Isontal:t 22, der mit der Leitung 5 durch das Anheben des Kerns der Spule i9 verbunden worden ist, ist durch die Leitung 81 auch mit dein Zündstromkreis verbunden, der im vorliegenden Fall einen Schätzwiderstand 82, eine Primärspule 83, einen Unterbrecher 28 und einen Kondensator K enthält und durch die Leitungen 84 und 181- mit der Leitung 4 verbunden ist. Der Sekundärteil des Zündstromkreises besteht aus der Sekundärspule 831, dem Unterbrecher 281 und den Leitungen go, 9i zu Gien Zündkerzen der Verbrennuligskraftiliaschine. Wenn der Zündstromkreis Strom- führt, läuft die Maschine an und treibt den Stromerzeuger.The ampere-hour meter shown in Figure 3 has the fixed contact 76 on the dial at the point that shows the full battery charge. The movable contact 7 _ # can be set between two thirds t: nd seven eighths of a full charge, depending on the operation of the vehicle. When the pointer is at full charge, the contact 76 is closed, the coil 70, 72 of the switch 12 is energized, and the insulating piece 30 pulled to the left has interrupted the line i8 and the circuit of the coils ig and 2o: - The contact bridges of the two Switches iga and --oa now drop and open the circuit of line D - between contacts 21 and 23, whereby the power generator is completely switched off and the ignition circuit of the internal combustion engine is opened at 22, whereas contacts 24 to 25 through - the starting resistor 26 stay connected. As soon as the charge limit of the battery, which is predetermined by the fixed contact 76, is reached, the generator is switched off and stopped so that the vehicle is driven by the battery alone. As a result, the battery is discharged until the pointer showing the state of discharge bridges the adjustable contacts 75 in a conductive manner. On the one hand, the terminal 73 of the coil 71, 73 and, on the other hand, the line i9 are connected to these contacts, so that the coil 74 73 is placed between the busbar 5 and the busbar 4. The coil is excited, the core 12a is pulled to the right, so that the line i8 is closed by the metal contact 31. The rib between the insulating ring 30 and your conductive ring 31 counteracts with the resilient contacts 32 a displacement of the core due to the vibrations of the vehicle when driving. When the line i8 has been closed by the contact 31, the coil i9 of the switch iga is excited and its core is lifted magnetically, which now - connects the contacts 22 and 23 to the terminal 21 of the main line 5, which finitely your one battery pole through the Contacts 13 and 14 and the line 16 is in communication. The current flows zero through the starting resistor 26, the main current coil 27 and uni the core of the switch 20a, then through the line 5 to the power generator 2 and into the Leittang 4, which closes the circuit between the clean power generator 2 and the battery io, see above that the generator, which now works as a motor, is powered by the battery and the crankshaft of the Verl) renntüigslkraftiiiascliine rotates. When the current flows from the battery to the generator, the coil 27 works as a differential coil with respect to the coil 2o and, when the starting current in the coil 27 decreases, overcomes the pull of the coil 27. The I "" -: ontal: tstanlze is now raised, whereby the contacts 24, 25 are closed and the starting resistor 26 is short-circuited. Isontal: t 22, which has been connected to line 5 by lifting the core of coil i9, is also connected to the ignition circuit by line 81, which in the present case includes an estimation resistor 82, a primary coil 83, an interrupter 28 and contains a capacitor K and is connected to line 4 by lines 84 and 181-. The secondary part of the ignition circuit consists of the secondary coil 831, the interrupter 281 and the lines go, 9i to Gien spark plugs of the combustion engine. When the ignition circuit is energized, the machine starts and drives the generator.

Um nun der Erfindung gemäß die Leistuilä des Generators konstant zu halten, wird bei dein in Abb. i veranschaulichten -Ausführungsbeispiel der Feldstromkreis des Generators selbsttätig geregelt. Die Feldspulen S1 und S'=, die zwischen die Sammelschienen 4 und 5 geschaltet sind, sind über einen Regelwiderstand 57 mit verschiebbarem Kontaktarm 55 verbunden, dessen Ausschlag durch die Anschläge 56 und 56a begrenzt ist. Zur selbsttätigen Regelung des. Feldwiderstandes, derart, daß die je nach den Betriebsverhältnissen ihrer Größe nach wechselnde 12otorleistung so auf Akkumulatoren und Generator verteilt wird, daß dem Generator dauernd konstante Leistung entnommen wird, steht bei dein in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung der Feldwiderstand des Generators unter dem Einfluß eines Wattmeterrelais oder »Wattmotors« 3, der von Strom und Spannung des Generators beeinflußt wird und dessen Feder auf eine bestimmte Leistung eingestellt ist. Die an Federn aufgehängte bewegliche Spule 68 des Wattmotors ist mit beweglichen Ringen 59, 41 an einen \ ebenschlußwiderstand 42 der Sammelschiene 5 gelegt. Die bewegliclie Spule trägt einen Kontakt 43, der ebenfalls mit der Sammelschiene 5 beispielsweise über eine der Tragfedern verbunden ist. Die Feldwicklung 8 des Wattmotors bestellt aus vielen dünndrahtigen Windungen und liegt zwischen den Sammelschienen 4 und Z. In clie Leitung 181 nach der Sammelschiene 4 ist ein einstellbarer Widerstand 52 geschaltet. Mit (lern Kontakt 43 der beweglichen Spule wirken zwei Gegenkontakte 66, 67 zusammen, die zu je zwei einander entgegenwirkenden Feldwicklungen 63, 64 eines Reglermotors 61 führen. Die beiden anderen Enden der Feldwicklungen liegen an der einen Bürste des Ankers, während die andere über die Leitung 181 nach der Sammelschiene 4 führt.In order to keep the power of the generator constant according to the invention hold, in the exemplary embodiment illustrated in Fig. i, the field circuit of the generator regulated automatically. The field coils S1 and S '= between the Busbars 4 and 5 are connected, are displaceable via a variable resistor 57 Contact arm 55 connected, the deflection of which is limited by the stops 56 and 56a is. For the automatic control of the. Field resistance, so that the depending on the Operating conditions according to their size, depending on the engine power, so on accumulators and generator is distributed so that constant power is continuously drawn from the generator is, is in your embodiment shown in the drawing according to the Invention of the field resistance of the generator under the influence of a wattmeter relay or "Watt motor" 3, which is influenced by the current and voltage of the generator and whose spring is set to a certain performance. The one suspended on springs movable coil 68 of the Watt motor is attached to a \ level resistance 42 of the busbar 5 placed. The moveable coil bears a contact 43, which is also connected to the busbar 5, for example via a the suspension springs is connected. The field winding 8 of the watt motor ordered from many thin-wire coils and lies between the busbars 4 and Z. In the line 181 after the busbar 4 is an adjustable resistor 52 switched. With (learn contact 43 of the movable coil, two mating contacts act 66, 67 together, the two opposing field windings 63, 64 a governor motor 61 lead. The other two ends of the field windings lie on one brush of the armature, while the other via the line 181 after the Busbar 4 leads.

Die Anordnung ist so getroffen, daß das Wattmeterrelais je beim Überschreiten und beim Unterschreiten der Solleistung eine von diesen beiden einander entgegenwirkenden Feldwicklungen des Reglermotors schaltet, der dann in dem einen oder dem anderen Sinne umläuft und so das Feld des Generators einstellt.The arrangement is made in such a way that the wattmeter relay each time it is exceeded and if the performance falls below the target one of these two counteracting each other Field windings of the governor motor switches, which then in one or the other Senses and so adjusts the field of the generator.

Das auf den Kontaktarm 43 wirkende Drehmoment ändert sich nämlich infolge der getroffenen Anordnung mit der Wattleistung, d. h. der auf den Arm gegen den Widerstand seiner Federn wirkende Zug ist proportional dem Produkt des durch die bewegliche Spule 68 fließenden Stromes und der Spannung der Spule B. Sobald im Generator die, Wattleistung über ein bestimmtes Maß zunimmt, werden die Kontakte 43 und 67 geschlossen, die Feldwicklung 63 sowie der mit ihr in Reihe liegende Anker 62 des Reglermotors erregt, der Arm 55 über die Schnecke 61 und das Schneckenrad 59 entgegen dem Sinne, der Uhrzeigerbewegung gedreht, so daß also der Widerstand im Feldstromkreise des Generators vermehrt und entsprechend die Wattleistung des Generators vermindert wird, bis dieser wieder die vorbestimmte Wattleistung liefert. Diese Änderung des Drehmoments, durch die die bewegliche Spule 68 des Reglers ihre Stellung entgegen der Federwirkung ändert, kann durch eine von der Spannung der Anlage beeinflußte Stromänderung in der Spule 8 oder eine von dem Spannungsabfall im \?ebenschluß 71 oder durch beide Umstände bewirkte Stromänderung verursacht sein. Falls die Leistung des Stromerzeugers 2 die Tendenz eines Sinkens unter den vorbestimmten Betrag zeigen sollte, schließt die bewegliche Spule 68 des Reglers 3 den Kontakt .I3, 66, so daß die Wicklung 64 und der Anker 62 des Reglermotors 61 erregt «-erden. Der Anker 62 läuft nun entgegengesetzt zu der vorigen Richtung urn und bewegt den Arm 55 so, daß der Widerstand in der \ebenschlußfeldspule des Stromerzeugers vermindert und hiermit dessen Leistung erhöht wird. Sowohl Änderungen der Stromstärke als auch solche der Spannung oder beider lösen die soeben erläuterten Vorgänge aus.The torque acting on the contact arm 43 changes as a result of the arrangement made with the wattage, ie the train acting on the arm against the resistance of its springs is proportional to the product of the current flowing through the movable coil 68 and the voltage of the coil B. As soon as In the generator, the wattage increases above a certain level, the contacts 43 and 67 are closed, the field winding 63 and the armature 62 of the governor motor lying in series with it are excited, the arm 55 via the worm 61 and the worm wheel 59 contrary to the sense, rotated the clockwise movement so that the resistance in the field circuits of the generator is increased and the wattage of the generator is reduced accordingly until it again delivers the predetermined wattage. This change in torque, through which the movable coil 68 of the regulator changes its position against the spring action, can be caused by a change in current in the coil 8 influenced by the voltage of the system or a change in current caused by the voltage drop in the same circuit 71 or both be caused. If the output of the generator 2 should show the tendency to drop below the predetermined amount, the movable coil 68 of the regulator 3 closes the contact .I3, 66 so that the winding 64 and the armature 62 of the regulator motor 61 are energized. The armature 62 now runs in the opposite direction to the previous direction and moves the arm 55 in such a way that the resistance in the short-circuit field coil of the power generator is reduced and its output is thereby increased. Changes in the current strength as well as those in the voltage or both trigger the processes just explained.

Der Wattregler 3 erhält die I#Z-raftleistuiig (Wattleistung) - des Stromerzeugers 2 auf konstanter vorbestimmter Höhe, gleichgültig, wie stark die Batterie belastet ist oder wie hoch die Anforderungen der Fahrmotoren A und a sind. Wenn z. B. das Fahrzeug eine Steigung zu nehmen hat und infolgedessen mehr Kraft benötigt, wird der Stromerzeuger versuchen, dies Mehr an Kraft zu liefern. Der Wattregler verhindert dies, indem er die -Spannung des Stromerzeugers herabsetzt; dagegen läßt er die Stromstärke zunehmen. Die Spannung wird so weit gemindert, daß die Batterie io die erforderliche zusätzliche Kraft zu liefern vermag. Wenn andererseits "der Wagen auf ebener Straße fährt und die Fahrmotoren A, a weniger Kraft verbrauchen als der Stromerzeuger liefert, steigert der Regler 3 allmählich die Spannung des Stromerzeugers und hält dabei seine Wattleistung konstant, so daß der Batterie ein Ladestrom zufließt, der der Differenz zwischen dem Verbrauch der Fahrmotoren und der Leistung des Stromerzeugers entspricht.The watt regulator 3 receives the I # Z-raftleistuiig (wattage) - of the power generator 2 at a constant predetermined level, regardless of how heavily the battery is loaded or how high the requirements of the traction motors A and a are. If z. B. the vehicle has to take a slope and consequently needs more power, the power generator will try to deliver this more power. The watt regulator prevents this by reducing the voltage of the generator; on the other hand, he lets the current strength increase. The voltage is reduced to such an extent that the battery is able to supply the necessary additional power. If, on the other hand, the car drives on a flat road and the traction motors A, a consume less power than the generator supplies, the regulator 3 gradually increases the voltage of the generator while keeping its wattage constant, so that the battery receives a charging current equal to the difference between the consumption of the traction motors and the output of the power generator.

Es können Verhältnisse eintreten, bei denen diese Differenz so groß wird, daß die Batterie durch zu starkes Aufladen gefährdet ist, z. B. bei Abwärtsfahrt oder langsamer Fahrt mit geringer Belastung. Um dem zu begegnen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung ein Relais im Motorkreis angeordnet, das die Konstanten des Stromkreises ändert, sobald die Motorstromstärke unter einen vorbestimmten Wert fällt. Im besonderen können die Konstanten des Stromkreises dadurch geregelt werden, daß die Konstanten eines den Stromkreis beherrschenden Relais geregelt werden. Es kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß durch ein vom Motor abhängiges Relais die Konstanten des Wattmeterrelais im Sinne einer geringeren Generatorleistung geändert werden. In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist als Stromrelais in die Leitung 4 ein Relais 9a mit einer Hauptstromspule 9 eingeschaltet, die in der Leitung 4. zwischen dem Batteriezapfpunkt und dem Motorkontroller liegt. Wenn der die Spule durchfließende (Strom. die vorbestimmte und zulässige niedrige Höhe erreicht hat, füllt der Kern des Relais und schließt die Kontakte 92, 93, womit ein Teil des Widerstandes 52 im Potentialstromkreis des Wattrnotors kurzgeschlossen ist. Hierdurch wird der Wattmotor so beeinflußt,-daß die Leistung des Stromerzeugers auf den vorbestimmten Betrag gemindert wird. In demselben Augenblick, wo die Kontakte 92, 93 geschlossen worden sind, sind auch die Kontakte 9-1, ()5 durch ein besonderes Kontaktstück a111 l@crn der Spule 9 geschlossen worden. Ilierdurrh ist die Spule 96 eines Magneten erregt worden, dessen Anker 97 ein Zahnrad oder rillen Zahnsektor 98 trägt, der mit einem Zahnrad auf der Achse einer Drosselklappe 99 des Einlaßstutzens ioo der Verbrennungskraftmaschine kämmt. Durch die Einstellung dieses Ventils wird der Gemischzufluß in die Zylinder und damit die Leistung der Maschine entsprechend der jetzigen Leistung des Stromerzeugers 2 herabgesetzt.Conditions can arise in which this difference is so great becomes that the battery is endangered by overcharging, z. B. when going down or driving slowly with little stress. In order to counter this, further Formation of the invention a relay arranged in the motor circuit, which the constants of the circuit changes as soon as the motor amperage falls below a predetermined value falls. In particular, the constants of the circuit can be regulated by that the constants of a relay dominating the circuit are regulated. It this can be done, for example, by a relay that is dependent on the engine the constants of the wattmeter relay changed in the sense of a lower generator power will. In the exemplary embodiment of the drawing, a current relay is in the line 4 a relay 9a with a main current coil 9 switched on, which is in the line 4. is between the battery tap point and the engine controller. If the the coil flowing (current. has reached the predetermined and permissible low level, fills the core of the relay and closes contacts 92, 93, bringing part of the resistance 52 is short-circuited in the potential circuit of the Wattrnotors. This will make the Watt motor so affects -that the output of the power generator on the predetermined Amount is reduced. At the same moment that contacts 92, 93 are closed have been, the contacts 9-1, () 5 by a special contact piece a111 l @ crn of the coil 9 has been closed. Ilierdurrh is the coil 96 of a magnet been excited, the armature 97 of which is a gear or grooves Dental sector 98 carries, with a gear on the axis of a throttle valve 99 of the inlet port ioo combs the internal combustion engine. Adjusting this valve will the mixture flow into the cylinders and thus the performance of the machine accordingly the current output of the power generator 2 is reduced.

Wenn der Stromverbrauch der Fahrmotoren derart steigt, daß der normalerweise der Batterie zufließende Strom diese nicht zu schädigen vermag, hebt die Spule 9 des Relais ihren Kern, wodurch die Kontakte 92, 93 und 94, 95 geöffnet und der Wattregler und die Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine in ihre normale Stellung zurückgeführt werden.When the power consumption of the traction motors increases so that the normally the current flowing into the battery is unable to damage it, the coil 9 lifts of the relay its core, whereby the contacts 92, 93 and 94, 95 open and the watt regulator and the throttle valve of the internal combustion engine is returned to its normal position will.

Da die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bei einer bestimmten Stellung der Drosselklappe der Belastung der Kurbelwelle direkt proportional ist, und da diese Belastung durch die Tätigkeit des Wattreglers konstant erhalten wird, wird die Maschine ständig mit konstanter Drehzahl laufen. Sie kann also mit Rücksicht auf die Anforderungen der Gesamtanlage so gebaut werden, daß bei der konstanten Drehzahl und konstanten Belastung, die unter normalen Bedingungen aufrechterhalten werden, -auch ihr höchster Wirkungsgrad erzielt wird, der bei allen Arbeitsverhältnissen -erhalten bleibt, mit Ausnahme der Fälle, in denen der Kraftverbrauch des Wagens so klein ist, daß die Batterie der Gefahr - einer Schädigung durch übermäßiges Aufladen ausgesetzt ist. Selbst beim Arbeiten mit verminderter Belastung wird die gesamte Kraftleistung des Stromerzeugers erhalten, und den einzigen Verlust bildet die Differenz des Wirkungsgrads der #Terbrennungskraftmaschine bei den beiden verschiedenen Einstellungen.Since the speed of the internal combustion engine at a certain The position of the throttle valve is directly proportional to the load on the crankshaft, and since this load is kept constant by the activity of the watt regulator, the machine will run continuously at a constant speed. So you can with consideration to the requirements of the overall system can be built so that with the constant Speed and constant load maintained under normal conditions - their highest efficiency is also achieved, which is the case with all working conditions - is retained, with the exception of cases when the power consumption of the car is so small that the battery is at risk of damage from overcharging is exposed. Even when working with reduced stress, the entire Preserve the power output of the generator and the only loss is the difference the efficiency of the internal combustion engine in the two different settings.

Wenn der durch die Spule 9 zu den Motoren fließende Strom so schwach ist, daß der Kern fällt und die Kontakte 92,93 geschlossen werden, wird ein Teil des Hauptstromwiderstandes 52 der Wattmotorspule 8 kurzgeschlossen, wodurch der Wattmotor ein derart verstärktes Drehmoment erhält, daß die Kontakte 43, 67 geschlossen werden und der Motor 61 den Schaltarm 55 auf dem Rheostaten bis nahe an den Anschlag 56 in eine Lage verschiebt, in der der Feldwiderstand des Stromerzeugers eine Größe erreicht, bei der die gesamte Leistung des Stromerzeugers an die Batterie abgegeben werden kann. Zur selben Zeit wird die Drosselklappe der Verbrennungskraftmaschine teilweise geschlossen, um diese der verminderten Kraftleistung anzupassen. Die Verbrennungskraftmaschine und der Stromerzeuger laufen nun mit verinindcrter Leistung weiter und laden die Batterie mit einer Geschwindigkeit auf, die ihr nicht schadet. Dies geschieht bei konstanter N\,'attzalil: wenn also die Batteriespannung steigt, wird die Ladestromstärke gemindert, die Batterie also langsamer geladen. Wenn sie voll aufgeladen ist, schließt sich der Kontakt 76 des Amperestundenzählers, die Spule 70, 72 wird erregt und das Isolierstück 30 so bewegt, daß der Stromkreis über den Draht i5 unterbrochen wird. Hierdurch werden die Spulen i9 und 2o der Schalter iga und 20a stromlos, der Stromerzeuger wird von der Batterie abgeschaltet, und der Zündstromkreis der V erbrennungskrafttnaschine wird geöffnet, so daß diese nebst dein Stromerzeuger zum Stillstand kommt. Der Wagen läuft nun mit Batteriestrom weiter, bis die Batterie in dem vorbestimmten Maße entladen worden ist, wie es durch die Stellung des Kontakts 75 des Amperestundenzählers festgelegt worden War. Der Zweck dieser Einrichtung ist der, die Batterie in gehörigem Zustand und betriebsfähig zu erhalten. .When the current flowing through the coil 9 to the motors power is so weak that the core falls and the contacts are closed 92,93, part of the main stream resistor 52 is the Watt motor coil short-circuited 8, whereby the Watt motor receives such a reinforced torque that the Contacts 43, 67 are closed and the motor 61 moves the switching arm 55 on the rheostat up to close to the stop 56 in a position in which the field resistance of the generator reaches a level at which the entire output of the generator can be delivered to the battery . At the same time, the throttle valve of the internal combustion engine is partially closed in order to adapt it to the reduced power output. The internal combustion engine and the power generator now continue to run with reduced power and charge the battery at a speed that does not harm it. This happens at a constant N \, 'attzalil: if the battery voltage increases, the charging current is reduced, so the battery is charged more slowly. When fully charged, the ampere-hour meter's contact 76 closes, the coil 70, 72 is energized, and the insulator 30 is moved to break the circuit across wire i5. As a result, the coils i9 and 2o of the switches iga and 20a are de-energized, the power generator is switched off by the battery, and the ignition circuit of the internal combustion engine is opened so that it and your power generator come to a standstill. The car will now run on battery power until the battery has been discharged to the predetermined extent as determined by the position of contact 75 of the ampere-hour meter. The purpose of this facility is to keep the battery in good condition and in working order. .

Bei Stillstand des Wagens kann man die Verbrennungskraftmaschine weiterlaufen lassen, um die Batterie für die Weiterfahrt aufzuladen. Soll aber der Wagen außer Betrieb gesetzt bzw. seine Benutzung verhindert werden, so wird der Stecker 7 herausgezogen und dadurch die Batterie, der Stromerzeuger und die Motoren ausgeschaltet.When the car is at a standstill, the internal combustion engine can continue to run to charge the battery for your onward journey. But should the car except Operation is set or its use prevented, the plug 7 is pulled out and thereby the battery, the generator and the motors switched off.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die baulichen Einzelheiten beschränkt, wie sie in den Zeichnungen veranschaulicht und im vorstehenden beschrieben sind. Z. B. könnte der Regelmotor 61, der jetzt unmittelbar von den Kontakten 66, 67 und 43 des Wattregulators aus betätigt wird, mittels zweier Relais betätigt werden.The invention is of course not limited to the structural details as illustrated in the drawings and described above. For example, the control motor 61, which is now directly from the contacts 66, 67 and 43 of the watt regulator is operated, operated by means of two relays.

Ferner könnte der Rheostat statt von einem besonderen Motor direkt von dem beweglichen Teil des Wattmotors betätigt werden. Der in Abb. 4 dargestellte Wattmotor besteht aus einem Anker ioi mit einer Wicklung aus vielen Windungen und mit Kollektorbürsten, die über die Klemmen des Stromerzeugers 2 durch einen Hauptstromwiderstand 52 verbanden sind, der mit einer ebensolchen selbsttätigen Ausschalteinrichtung, wie eben beschrieben, verbunden ist. Der Feldständer io2 des Wattmotors hat eine Wicklung aus wenigen Windungen dicken Drahtes, die in Reihe mit den Speiseleitungen geschaltet ist. An der Ankerwelle ist ein Steuerarm 103 angebracht, der mit dem Rheostaten 57 zusammenwirkt, sich zwischen Anschlägen io5 und io6 bewegt und mit einer Feder 107 versehen ist, die ihn normalerweise entgegen dem Drehmoment der Ankerwelle auf dem niedrigsten Widerstandspunkt festhält. Diese Vorrichtung wirkt ebenso wie der oben erläuterte Wattmotor und Rheostat: Wenn die Belastung des Stromerzeugers zunimmt, nimmt das Drehmoment der Ankerwelle entsprechend zu, und der Arm 103 wird entgegen der Tederspannung verschwenkt, der im Stromerzeugerfeld bereits vorhandene Widerstand also erhöht, bis die Kraftleistung auf das vorbestimmte Maß gemindert ist. Die Feder des Arms 103 ist so gestaltet, daß die geringe Bewegung des Arms die Federspannung nicht merklich steigert, so daß die zum Verdrehen des Arms erforderliche Kraft praktisch stets gleich bleibt.Furthermore, the rheostat could be operated directly from the moving part of the watt motor instead of a special motor. The watt motor shown in Fig. 4 consists of an armature ioi with a winding of many turns and with collector brushes which are connected via the terminals of the generator 2 by a main current resistor 52, which is connected to an automatic switch-off device as just described. The field stand io2 of the Watt motor has a winding made of a few turns of thick wire, which is connected in series with the feed lines. A control arm 103 is attached to the armature shaft and cooperates with the rheostat 57, moves between stops io5 and io6 and is provided with a spring 107 which normally holds it against the torque of the armature shaft at the lowest point of resistance. This device works just like the watt motor and rheostat explained above: When the load on the generator increases, the torque of the armature shaft increases accordingly, and the arm 103 is pivoted against the Tede tension, which means that the resistance already present in the generator field increases until the power output is reached the predetermined amount is reduced. The spring of the arm 103 is designed so that the slight movement of the arm does not noticeably increase the spring tension, so that the force required to rotate the arm remains practically always the same.

An Stelle des Drahtwiderstandes 57 kann auch ein Kohlewiderstand Verwendung finden und der Arm entweder direkt oder mittels eines besonderen Motors den auf die Kohleplättchen ausgeübten Druck verändern und somit den Widerstand in Reihe mit dem Stromerzeugerfeld regeln. Wesentlich für den Regler 3 ist der Umstand, daß er mittels des Produkts aus Volt und Ampere ein Drehmoment erzeugt, das die Spule verdreht und stets dem Produkt von Volt und Ampere der Gesamtanlage proportional ist.Instead of the wire resistor 57, a carbon resistor can also be used find and the arm either directly or by means of a special motor the pressure exerted by the carbon platelets change and thus the resistance in series regulate with the generator field. What is essential for the controller 3 is the fact that he generates a torque by means of the product of volts and amperes, which the coil twisted and always proportional to the product of volts and amperes of the overall system is.

Der Zündstromkreis kann von einer besonderen Stromquelle gespeist werden, und es kann für ihn ein eigner Steuerungsschalter vorgesehen sein, der vom Kern der Spule i9 betätigt wird. Auch der Schalter 7 kann so ausgeführt werden, daß der Stromerzeuger ganz ausgeschaltet und das Fahrzeug wie ein gewöhnliches elektrisches Fahrzeug nur mit dem Batteriestrom betrieben werden kann, wenn Stromerzeuger oder Antriebsmaschine betriebsunfähig werden sollten. Ebenso können die Batterie und deren Schalteinrichtungen gänzlich abgeschaltet werden, falls die Batterie z. B. arbeitsunfähig geworden sein sollte. Der Wagen würde dann ausschließlich mit dem Stromerzeuger betrieben werden.The ignition circuit can be fed from a special power source be, and it can be provided for him a separate control switch, the Core of coil i9 is actuated. The switch 7 can also be designed in such a way that that the generator is completely switched off and the vehicle looks like an ordinary electric one Vehicle can only be operated with battery power if there is a generator or The prime mover should become inoperable. Likewise, the battery and whose switching devices are completely switched off if the battery z. B. should have become unable to work. The car would then only use the Generators are operated.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Stromerzeuger selbsttätig derart beeinflußt wird, daß : Änderungen seiner Leistung verhindert werden und somit eine konstante Belastung der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet wird, ohne Rücksicht auf den Kraftverbrauch des Fahrzeugs, und daß ferner clieser Wert selbsttätig verringert wird, wenn das Fahrzeug nur so wenig Antriebskraft verbraucht, daß die Batterie durch übermäßig starkes Aufladen beschädigt werden könnte.It is essential for the invention that the power generator is automatic is influenced in such a way that: changes in its performance are prevented and thus a constant load on the internal combustion engine is guaranteed without Consideration of the power consumption of the vehicle, and that this value is also automatic is reduced when the vehicle consumes so little driving power that the Excessive charging could damage the battery.

Claims (7)

PA TENTANSPRilCiiE: i. Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher ein von einer Wärrnekraftmaschine anzutreibender, mit einer Aklctuntil2itoren-Batterie zusammenarbeitender Generator die Fahrzeugmotoren speist, dadurch gekennzeichnet, daß die je nach den Betriebsverhältnissen ihrer Größe nach wechselnde Motorleistung derart auf Akkumulatoren und Generator verteilt wird, daß dem Generator dauernd konstanteLeistung entnommen wird. PA TENTANSPRilCiiE: i. Electric drive device, in particular for motor vehicles in which a heat engine to be driven, The vehicle's engines are operated by a generator that works together with an actuator battery feeds, characterized in that depending on the operating conditions of their Size according to changing engine power distributed in this way to accumulators and generator is that the generator is constantly drawn from constant power. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie, bezogen auf die Strommenge, zwischen einer bestimmten Ladegrenze und einer bestimmten Entladegrenze arbeitet. 2. Device according to claim i, characterized in that the battery, based on the amount of electricity, works between a certain charge limit and a certain discharge limit. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Batterieladezähler eine einstellbare Schalteinrichtung verbunden ist, die den Generator abschaltet, sobald eine vorbestimmte Ladegrenze erreicht wird, ihn einschaltet, sobald eine vorbestimmteEntladegrenze erreicht wird. q.. 3. Apparatus according to claim i, characterized in that with the battery charging counter an adjustable switching device is connected, which switches off the generator, as soon as a predetermined charge limit is reached, it switches on as soon as a predetermined discharge limit is reached. q .. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Konstanthalten der Leistung des Generators ein Wattmeterrelais dient, das von Strom und Spannung des Generators beeiriflußt wird und dessen Feder auf eine bestimmte Leistung eingestellt ist. Device according to claim i, characterized characterized in that a wattmeter relay to keep the power of the generator constant serves, which is influenced by the current and voltage of the generator and its spring is set to a specific performance. 5. Vorrichtung nach Anspruch i und .4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wattmeterrelais je Beim Überschreiten und beim Unterschreiten der Solleistung je eine von zwei einander entgegenwirkenden Feldwicklungen eines Reglerrnotors schaltet, der in dem einen oder dein anderen Sinn umläuft und das Feld des Generators einstellt. _ -5. Apparatus according to claim i and .4, characterized in that the wattmeter relay when exceeded and when Falling below the nominal power each one of two opposing field windings of a governor motor that rotates in one sense or the other and adjusts the field of the generator. _ - 6. Vorrichtung- nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Relais im Motorkreis, das die Konstanten des Stromkreises ändert, sobald die Motorstromstärke unter einen vorbestimmten Wert fällt. 6. Apparatus according to claim i, characterized by a relay in the motor circuit that changes the constants of the circuit as soon as the motor amperage falls below a predetermined value. 7. Vorrichtung nach Anspruch i und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanten des Stromkreises durch Steuerung der Konstanten eines den Stromkreis beherrschenden Relais geregelt werden. B. Vorrichtung nach Anspruch i lind bi, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Stromrelais die Konstanten des Wattmeterrelais im Sinne einer geringeren Generatorleistung geändert werden. c). Vorrichtung nach Anspruch i, 6 tilid 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Generatorleistunr durch (las Relais ein Widerstand im Feldstromkreis des Wattmeterrelais kurzgeschlossen wird. -7. Apparatus according to claim i and 6, characterized in that the constants of the circuit are controlled by the constants of a relay dominating the circuit can be regulated. B. Device according to claim i and bi, characterized in that the constants of the wattmeter relay can be changed in the sense of a lower generator output. c). Device according to claim 1, 6 tilid 7, characterized in that for reducing the generator power through (relay read a resistor in the field circuit of the wattmeter relay is short-circuited. -