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Einrichtung zur Bremsung von verbrennungs-elektrischen Fahrzeugen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Bremseinrichtung für Fahrzeuge mit Verbrennungskraft- maschinen, die über ein elektrisches Getriebe auf die Fahrzeugachsen arbeiten. Bei derartigen Fahrzeugen, die meist ein erhebliches Gewicht aufweisen, fehlte bisher eine geeignete Bremseinrichtung, die stärkste Bremswirkung mit einem sanften Einsetzen der Bremsung verbindet. Man war bisher gezwungen, in schwerere Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und elektrischem Getriebe Luftdruckbremsen einzubauen, oder aber man musste sich mit elektrischen Bremsen, die unvollkommen arbeiteten, zufriedengeben.
Man hat bereits vorgeschlagen, bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen die Motoren fremd zu erregen und sie als Generatoren auf Verbraucher, u. zw. entweder auf einen Widerstand oder auch auf den Generator arbeiten zu lassen, der als Motor die mit ihm verbundene Verbrennungsmaschine entgegen ihrer Kompression antreibt. Gemäss der Erfindung wird die Bremsung eines solchen Fahrzeuges über das Dieselgeneratoraggregat vereinigt mit der an sich bekannten Widerstandsbremsung, bei der die Elektromotoren des Fahrzeuges in Form eines Viereck geschaltet werden, in dem Anker und Erregerwicklungen, wie an sich bekannt, abwechselnd aufeinander folgen und an dessen einer Diagonale ein Widerstand, an dessen anderer Diagonale die mit dem Verbrennungsmotor gekuppelte Hauptmaschine angeschlossen ist. Man erreicht durch diese Schaltung eine besonders sanfte Bremswirkung.
In der Abbildung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das Fahrzeug besitzt zum Antrieb die beiden Reihenschlussmotoren 1 und 2 mit den Ankern 3 und 4 und den Erregerwicklungen 5 und 6. In der Abbildung sind die Motoren parallel geschaltet. Die Erfindung lässt sich selbstverständlich aber auch anwenden, wenn die Motoren von Parallelschaltung auf Reihenschaltung umschaltbar gemacht sind.
Die Motoren 1 und 2 werden von dem Generator 7 gespeist, der durch die Welle 8 mit der Verbrennungskraftmaschine, hier einen Benzinmotor 9, gekuppelt ist. Der Generator 7 besitzt einen Anker 10, eine Nebenschlusserregung 11 und eine Fremderregung 12, die über eine Batterie 13 gespeist wird. In Reihe mit der Erregerwicklung 11 liegt der Widerstand 14, der zur Regelung der Generatorspannung dient.
BeimAnfahren des Fahrzeuges, während die Kraftmaschine bei niedriger Tourenzahl arbeitet, muss die Erregung des Generators gering sein, damit der Strom durch die Motoren 1 und 2 ebenfalls niedrig bleibt. Die Tourenzahl der Motoren 1 und 2 wird durch Erhöhung ihrer Klemmenspannung gesteigert.
Dies wird erreicht entweder durch Regelung der Drehzahl der Kraftmaschine 9 oder durch Erhöhung des Erregerstromes der Wicklung 12, oder schliesslich auf beiden Wegen.
Der Strom in der Erregerwicklung 12 kann mittels des fussbetätigten Widerstandes 17 geregelt werden. Um die Spannung des Generators 7 über den Wert zu steigern, der bei einer bestimmten Drehzahl der Kraftmaschine 9 auftritt, kann der Widerstand 17, der in Reihe mit der Erregerwicklung 12 liegt, erhöht werden. Die Drehzahl des Motors 9 steigt dann auf einen Wert, bei dem dieser mehr Leistung entwickelt, als bei der niedrigen Drehzahl. Da das Verhältnis der höheren Drehzahl zu dem verringerten Erregerstrom grösser ist als das Verhältnis der geringeren Drehzahl zum höheren Erregerstrom, muss die
Spannung des Generators höher werden.
Zur Herbeiführung einer dynamischen Bremsung mit den Motoren 1 und 2 wird der Widerstand 18 zwischen die Motorenanker geschaltet. Bei Einschaltung des Widerstandes 18 ist es erwünscht, dass der Fussschalter 15 sich in der in der Zeichnung dargestellten"Aus"-Stellung befindet, bei der der Erregerstrom der Wicklung 12 seinen Mindestwert hat.
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Die Einschaltung des Widerstandes 18 erfolgt mittels des Relais 19, das durch ein Kontaktstück 20 gesteuert wird, welches die Wicklung des Relais an eine Batterie 23 legt. In dem durch die parallel liegenden Motoren gebildeten Schaltviereck folgen Ankerwicklung und Feldwicklung abwechselnd aufeinander.
Der Widerstand 18 wird so angeschlossen, dass nun der Anker 3 des Motors 1 an der Erregerwicklung 6 des Motors 2 und der Anker 4 des Motors 2 an der Erregerwicklung 5 des Motors 1 liegt.
Wird die Bremswirkung durch Einschaltung des Widerstandes 18 herbeigeführt, so arbeiten die Motoren 1 und 2 als Generatoren. Der Generatorstromkreis für den Motor 2 führt von dem Anker 4 über die Erregerwicklung 5 und den Widerstand 18 zum Anker zurück. Der Generatorstromkreis für den Motor 1 führt führt von dem Anker 3 über den Widerstand 18 und die Erregerwicklung 6 zum Anker zurück. Der Generator 7 liegt als Motor an den Klemmen der als Generatoren arbeitenden Motoren 1 und 2. Der Motorstromkreis der Maschine 7 führt von deren Anker über den Anker 3 des Motors 1, den Widerstand 18 und den Anker 4 des Motors 2 zur Maschine 7 zurück.
Die Nebenschlussmaschine 7 braucht nun eine beträchtliche Zeit zum Aufbau ihres Feldes. Wird also durch Einschaltung des Widerstandes M Maschine 7 als Motor angeschlossen, so steigt die Gegen-EMK dieser Maschine nur langsam an und begrenzt dadurch auch deren Stromaufnahme.
In dem Augenblick, in dem die Maschine 7 als Motor zu arbeiten beginnt, ist ihr Ankerstrom sehr hoch. Da der Ankerstrom durch den Widerstand 18 fliessen muss, tritt an diesem Widerstand 18 auch ein erheblicher Spannungsabfall ein, der wieder eine Abnahme des Stromes in den Erregerwicklungen 5 und 6 bewirkt. Die Bremswirkung der Motoren 1 und 2, die als Generatoren arbeiten, ist daher im Anfang nur klein und wächst erst mit dem allmählichen Anstieg der Gegen-EMK der Maschine 7. Bei dem nun einsetzenden Anstieg dieser Gegen-EMK nimmt auch die Spannung am Widerstand 18 ab, der Strom in den Erregerwicklungen 5 und 6 nimmt zu und die Motoren 1 und 2 beginnen ein grösseres Bremsmoment zu entwickeln.
Die Bremswirkung wird dabei auf zwei Wegen hervorgerufen, einmal durch den Bremsstrom in den Motorstromkreisen und zweitens durch das Arbeiten der Maschine 7, die den Verbrennungsmotor in an sich bekannter Weise entgegen seiner Kompression antreibt.
Zur Erhöhung der Bremswirkung der Motoren 1 und 2 kann durch den Fussschalter 15 der Widerstand in der Fremderregerwicklung 12 verringert werden. Beim Steigen des Fremderregerstromes wächst die Gegen-EMK der Maschine 7 und entsprechend sinkt der Spannungsabfall am Widerstand 18. Dadurch tritt wieder eine erhöhte Bremswirkung ein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Bremsung von Fahrzeugen, deren Achsen von einem Verbrennungsmotor über ein elektrisches Getriebe angetrieben werden, mittels der als Generatoren auf einen Verbraucher arbeitenden Motoren, gekennzeichnet durch die Vereinigung der an sich bekannten Widerstandsbremsung mit der ebenfalls bekannten Bremsung durch den vom Generator gegen seine Kompression angetriebenen Verbrennungsmotor, wobei die Elektromotoren (1, 2) in Form eines Viereck geschaltet sind, in dem Ankerund Erregerwicklungen, wie an sich bekannt, abwechselnd aufeinander folgen und an dessen einer Diagonale ein Widerstand (18), an dessen anderer Diagonale der Generator (10) angeschlossen ist.