DE902753C

DE902753C - Stufenlos regelbares Getriebe mit eingebautem Elektromotor

Info

Publication number: DE902753C
Application number: DEW1329A
Authority: DE
Inventors: August Wullschleger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1945-06-15
Filing date: 1950-03-07
Publication date: 1954-01-28

Description

Stufenlos regelbares Getriebe mit eingebautem Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares Getriebe mit eingebautem Elektromotor, welches zum Antrieb von Arbeitsmaschinen aller Art dient und sowohl als selbständiges Aggregat als auch als Teil einer anderen Maschine ausgebildet werden kann.
Durch die Erfindung wird bezweckt, die bisher bekannten stufenlosen Getriebe zur Drehzahlregelung, welche mit einem eingebauten Elektromotor versehen sind, zu verbessern und zu vereinfachen.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß sowohl der Stator als auch der Rotor des Elektromotors drehbar gelagert und durch ein Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis miteinander derart verbunden sind, daß der Rotor und der Stator unter Strom zwangsläufig mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, wobei deren variable Bewegungen beliebig abgenommen werden. Die Kraftabnahme bei einem solchen Getriebe kann durch die verlängerte Rotorwelle erfolgen, welche mit dem Stator lediglich durch ein Getriebe mit veränderlichem übersetzungsverhältnis verbunden ist.
Um den Regelbereich des gesamten Getriebes beliebig vergrößern zu können, ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, die Drehbewegungen des Stators und des Rotors auf ein Umlauf- oder Planetengetriebe zu übertragen.
Das veränderliche Übersetzungsgetriebe kann aus einem Riementrieb mit konischen Riemenscheiben bestehen, der über ein Getriebe mit gleichbleibendem übersetzungsverhältnis von dem einen Motorteil angetrieben wird. Auch das Getriebe mit gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis kann in einfacher Weise als Riemenbetriebe ausgebildet sein.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.
Fig. I ist ein Längsschnitt eines Getriebes gemäß der Erfindung; Fig.2 zeigt einen Teil des Getriebes in Seitenansicht.
Gemäß dem in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiel befindet sich im Innern einer konischen Riemenscheibe I ein Elektromotor 2, 2a, wobei sich der Anker im Teil 2 oder im Teil 2a befinden kann. Die Stromzuführung erfolgt bei einem Motortyp mit kurzgeschlossenem Anker über Schleifringe 5, 6 durch eine Welle 7 nach dem Motörteil2a. Bei Elektromotortypen mit gewickeltem Anker können beide Schleifringsysteme 4 und 5 zusammen zur Stromzuführung angewendet werden.
Die konische Riemenscheibe I ist mit dem eingebauten Motorteil 2 durch Lagerschilder und Lager 8, 8a auf der Welle 7 frei drehbar abgestützt. Mit der Welle 7 sind der Motorteil 2a, eine Riemenscheibe 9 und ein Zahnkranz IO fest verbunden. Ein Außenrad IIa trägt eine Nabe IIc, ist im Lager I2 gelagert und dient gleichzeitig als Lagerung der Welle 7. Die andere Lagerung der Welle 7 befindet sich im Lager I3. Ein Planetenrad 24 ist auf einem Zapfen 25 drehbar gelagert und greift einerseits in den Zahnkranz II und andererseits in das Außenrad IIa mit der Verzahnung II ein. Der Zapfen 25 ist bei 26 an der Riemenscheibe I befestigt und daher mit dem Motorteil 2 fest verbunden.
Die Lager I2 und I3 sind auf einem Rahmen 14 befestigt. Die Lager I5 und I6 sind auf dem Rahmen 14 beweglich angeordnet, um die Riemen I7 und I8 spannen zu können. In diesen Lagern I5 und I6 befindet sich eine Achse I9, auf welcher eine konische Scheibe 2o durch Lager 22 und 23 abgestützt ist. Die Riemenscheibe 2I ist mit der Riemenscheibe 2o fest verbunden. Die Riemenscheiben I und 2o bilden mit dem darauf axial verschiebbaren Riemen I7 einen Konusriemenantrieb. Die Riemenscheibe 9 bildet mit der Riemenscheibe 2I einen Riementrieb mit festem Übersetzungsverhältnis (hier z.B. mit Keilriemen). Der Motorteil 2a ist mit dem Motorteil 2 somit über das aus der Welle 7, der Riemenscheibe 9, dem Riemen I8, der Riemenscheibe 2I sowie der konischen Riemenscheibe 2o, dem verschiebbaren Riemen I7 und der konischen Riemenscheibe I bestehende Übersetzungsgetriebe gekuppelt, dessen Übersetzungsverhältnis durch Verschieben des Riemens I7 in einem gewissen Bereich verändert werden kann. Bedingung für Drehzahlregelgetriebe bei gleichsinniger Drehrichtung der Motorteile 2 und 2a (d. h. bei offenen Riemen 17 und I8) ist, daß dieses veränderliche Übersetzungsverhältnis zwischen 2 und 2a nicht I : I werden darf, sonst aber beliebige Werte annehmen kann. Bei entgegengesetzter Drehrichtung von 2 und 2a, z.B. bei einem offenen und einem gekreuzten Riemen I7 und I8, fällt diese einschränkende Bedingung fort. Das stufenlose Getriebe arbeitet in der dargestellten beispielsweisen Anordnung folgendermaßen: Erhält der Motor 2, 2a Strom und dreht dadurch den Motorteil 2a und mit ihm die Welle 7 mit der Riemenscheibe 9 und dem Zahnkranz Io z.B. im Uhrzeigersinn (Fig. 2), so treibt die Scheibe 9 mittels der offenen Riemen I7 und I8 und der Scheiben 2I, 2o und I den Motorteil 2 ebenfalls im Uhrzeigersinn an. Zufolge des Übersetzungsverhältnisses dreht sich der Motorteil 2 mit kleinerer Drehzahl als der Motorteil 2a. Im Anlauf wird nun die Drehzahl der beiden Motorteile so weit ansteigen, bis der Drehzahlunterschied zwischen Motorteil 2 und Motorteil 2a einen Wert erreicht, der der Drehzahl des eingebauten Motors entspricht (bei einem vierpoligen Drehstrommotor beträgt dieser Drehzahlunterschied etwa I5oo/Min.).
Diese Beziehung zwischen der Drehzahl I des Teiles 2a und der Drehzahl II des Teiles 2 entspricht der normalen Drehzahl des Elektromotors (s. Fig. 2), ist also für einen gegebenen Elektromötortyp ein konstanter Wert. Verschiebt man den Riemen I7, so ändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Motorteilen 2 und 2a entsprechend und damit auch deren Drehzahl, weil der Drehzahlunterschied ein konstanter Wert ist.
Die oben beschriebene, während des Betriebes durch Verschieben des Riemens hervorgerufene, zwangsläufige Drehzahländerung der beiden Motorteile 2 und 2a wird dazu benutzt, um den Zahnkranz Io einerseits und den Lagerzapfen des Planetenrades 24 andererseits anzutreiben. Dadurch erhält das Außenrad IIa eine von der Wahl des Planetenantriebes und von der Stellung des Riemens I7 auf den konischen Riemenscheiben abhängige Drehbewegung III, die je nach Wahl der Übersetzungsverhältnisse der Riemen- und Planetengetriebe zwischen den Enddrehzahlen gleichgerichtet bleiben oder ihre Drehrichtung wechseln kann.
Die veränderliche Drehbewegung III des Rades IIa kann nun in zweckmäßiger Weise entweder mittels Riemen-, Zahn- oder Kettentrieb oder direkt gekuppelt abgegeben werden.
Durch die entsprechende Benutzung der Eigenschaften des Elektromotors, z. B. Phasenwechsel, Polzahlabschaltung usw. bei Drehstrommotoren, besteht die Möglichkeit, die Drehbewegung III in der Richtung zu ändern und den Drehzahlbereich mit den bestehenden Übersetzungsverhältnissen zu verschieben. Statt eines Planetengetriebes kann auch ein Differentialgetriebe verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Stufenlos regelbares Getriebe mit eingebautem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Stator als auch der Rotor des Elektromotors drehbar gelagert und durch ein Getriebe mit veränderlichem übersetzungsverhältnis miteinander derart verbunden sind, daß der Rotor und der Stator unter Strom zwangsläufig mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, wobei deren variable Bewegungen beliebig abgenommen werden. 2. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein Drehstrommotor ist. 3. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch I oder I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegungen des Stators und des Rotors auf ein Umlauf- oder Planetengetriebe übertragen werden. 4. Stufenlos regelbares Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche Übersetzungsgetriebe ein Riementrieb mit konischen Riemenscheiben ist, der über ein Getriebe mit gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis von dem einen Motorteil angetrieben wird. 5. Stufenlos regelbares Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe mit gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis ein Riemengetriebe ist. 6. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch q. und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, durch die die Achsdistanz der beiden konischen Riemenscheiben einstellbar ist.