<Desc/Clms Page number 1>
Elektrisches Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Triebwagen.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Triebwagen, u. zw. jener Art, bei welcher die Geschwindigkeitsregelung des aus dem Verbrennungsmotor, dem elektrischen Generator und dem Elektromotor bestehenden Maschinensatzes durch Änderung der Erregung der Hilfsregelvorrichtung des elektrischen Systems dieser Einrichtung erfolgt.
Zweck dieser Anordnung für den Antrieb des Fahrzeuges sowohl mittels Verbrennungsmotors als auch mittels Elektromotors ist, die auf die Triebwelle einwirkenden Eingriffmomente so aufzuteilen, dass der Verbrennungsmotor zu Beginn des Anlaufens der Maschine, also beim Überwinden der hohen Anfangsmomente und Reibungswiderstände, oder auch jederzeit bei plötzlich eintretendem Belastungsanstieg, nicht überlastet wird, dass vielmehr seine Leistung zur Erhöhung der Beschleunigung
EMI1.1
den erwähnten Fällen nicht nur vom Verbrennungsmotor durch die Reaktion des Generatorankers, sondern zugleich auch vom Elektromotor angetrieben.
Zweck der Erfindung ist die Vereinfachung der Anordnung, u. zw. derart, dass die Regelung selbsttätig und mit Hilfsmitteln erfolgt, welche normalerweise zur Verfügung stehen, ohne besondere Aufsicht des Fahrzeuglenkers und ohne Gefahr, dass beim Steuern der Maschine durch den Lenker Fehler dadurch entstehen, dass im Falle des Ausfallens bzw. Stillsetzen eines Teiles dieses Aggregates durch Heisslaufen der Lager oder aus anderen Gründen dieser Teil von den übrigen noch weiter laufenden Teilen in Bewegung erhalten wird, wodurch unter Umständen die ganze Maschine zerstört werden könnte. Ferner soll die Tätigkeit des Generators nicht nur auf das Anlaufen der Maschine und auf die Bergfahrt, sondern auch auf die Normalfahrt erstreckt werden, um seine Ausnützung für verschiedene Zwecke zu ermöglichen.
Die geforderte Wirkung wird bei elektrischen Übersetzungsgetrieben für Antrieb mit Verbrennungsmotor, bei welchen in den durch den Fahrzeugführer gleichzeitig mit der Betätigung des
Gashebels gesteuerten Stromkreis in bekannter Weise ein diesen Stromkreis selbsttätig beeinflussender Schalter eingeschaltet ist, erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass die selbsttätige Steuerung nach vorangehendem Wirksamwerden eines Fliehkraftschalters bei Überschreitung der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors wirksam wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ferner an dem selbsttätigen Schalter eine Spule, die den Rückwärtsgang des Fahrschalters zur Einstellung eines grösseren Übersetzungsverhältnisses oder der Voranlassstellung in den Endlagen des Gashebels steuert, über an demselben befindliche Kontakte erregt, während eine zweite Spule über ein beim Überschreiten der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors vom Fliehkraftschalter geschlossenes Kontaktpaar auch bei geschlossenem Stromkreis der Spule in der Endlage des Gashebels mit Strom versorgt wird und die Umschaltung eines Hilfsmotors veranlasst.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Hebel P vier verschiedene Grundstellungen nacheinander einnehmen. In der Grundstellung 0 ist das Gas völlig abgedrosselt und der Steuerstrom- kreis zum Hauptsehalter Stl des Generator-und Motorstromkreises unterbrochen. Dieser Hebel kann aus dieser Grundstellung entweder im Uhrzeigersinne in die Stellung Mp für grösste Gasmenge, oder noch weiter in die Stellung Kl zum Einschalten der elektrischen Übersetzung, oder aber aus der Nulllage im Gegenzeigersinne in die Stellung K zum Einschalten des Fahrschalters zurückgedreht werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Beim Inbewegungsetzen des Wagens und Herausdrehen des Hebels P aus seiner Lage 0 wird über die Kontakte 9 und 10 und die Segmente 12 und 1. 3 ein Hilfsstrom für den Hauptschalter St2 eingeschaltet, wodurch sich nachstehender Stromkreis ergibt : Minuspol der Batterie-Blockierungs- schalter BS-9-13-12-10-BS-St1-Pluspol der Batterie. Durch den erwähnten Hilfsstrom wird der Hauptstromkreis des Generators G an den Motor M angelegt, wobei sich nachstehender Stromkreis ergibt : Kollektor des Generators G-Schleifring 1-St1-Kollektor des Motors M-Polspule-Schleif- ring 4-Polspule des Generators G-Kollektor des Generators G.
Bei weiterer Drehung des Hebels P im Uhrzeigersinne in Richtung gegen die Hebellage Mp wird dem Verbrennungsmotor V mehr Gas zugeführt, wobei für die Maschinen G und M der obige Stromkreis erhalten bleibt. Durch diese Schaltung ist für die elektrische Übersetzung das grösste Verhältnis gegeben, da gleichzeitig mittels des Fahrschalters KT, der sich bei Fahrbereitschaft in der Lage 0 befindet, über die Kontaktsegmente 19, 20
EMI2.1
und Stg schliessen die Hauptmas : nete des Generators G kurz.
Der weitere Betrieb des Wagens erfolgt selbsttätig dadurch, dass der Verbrennungsmotor nach dem Anlassen entlastet wird und sein Fliehkraftregler Rg zur Wirkung kommt. Der Fliehkraftregler schliesst die Kontakte 14, setzt unter Bildung des Stromkreises Pluspol-M-C*-BS-Minuspol die Magnetspule C2 unter Strom. Diese zieht daher ihren Kern an ; damit ergibt sieh am Umschalter PS für den Hilfsmotor SM folgender Stromkreis: Pluspol-Magnetspule des Hilfsmotors KM-PSe- PSe-Anker SM-PSd-Psf-KT36-KT19-BS-Minnspol, da dessen zusammenarbeitende be-
EMI2.2
der zugehörigen Kontakte untereinander und mit den festen Kontakten e bzw./ermöglichen. Die Schiene ? des Fahrschalters ist über den Blockierungsschalter BS an den Minuspol der Batterie angeschlossen.
Der Blockierungsschalter BS ermöglicht die Herstellung der strichliert eingezeichneten Verbindungen und damit die Blockierung jedweder Schaltmöglichkeiten am Hebel P. Der Fahrschalter KT verschiebt unter Antrieb des Hilfsmotors SM, solange die Drehzahl des Verbrennungsmotors V nicht unter die normale Drehzahl sinkt, je nach der Beschleunigung des Wagens die Kontakte stufenweise entlang der Kontaktstellen 20-25 zweck ; ; Vergrösserung des Shuntwiderstandes Sh für das Generatorfeld durch die aufeinanderfolgende Betätigung der Schalter St4-St7. Beim Auflaufen auf die Kontaktstelle 26 des Fahrschalters KT werden die Shuntwiderstände Sh mittels des Segmentes Shm durch Schliessen des Schalters Stm und der Schalter St3-St7 auf den Antrieb, motor umgeschaltet.
In dem
EMI2.3
von KT27 an st25 wird die elektrische Lamellenkupplung L stromgeschlossen, wobei der Strom folgenden Weg nimmt: Minuspol-St15-Schleifrign 5-Magnetspule L1-Schleifring 2-St6-Pluspol. Druch die Lamellenkupplung wird die G ? neratorwelle und damit die Antriebswelle von H mit der Welle H1 elastisch verbunden, wobei der elektrische Teil ausser Betrieb gesetzt ist, da der Antrieb motor M mit einem Freilauf versehen ist. In den Endlagen des Fahrschalters KT wird durch die Schienen 16
EMI2.4
der Kupplung eine möglichst kleine Relativgeschwindigketi zwischen dem umlaufenden Magnetkörper und dem Anker des Generators erreicht.
Für den Fall, dass das Fahrzeug an eine steile Strassenstelle kommt, zu deren Bewältigung die Leistung des Verbrennungsmotors bei unmittelbarem Antrieb nicht ausreichen und seine Leistung mit der abfallenden Drehzahl abnehmen würde, kann der Wagenlenker durch Drehen des Gashebels P über die Hebellage MP die elektrische Übersetzung einschalten. Sobald der Hebel P die Lage K1 erreicht, ist die Höchstzufuhr an Gas erzielt. Gleichzeitig wird über Minuspol-BS-9-13-11-C1Pluspol der Hilfsstromkreis an die Spule C1 des Umschalters PS angeschlossen, welche den HilfEmotor SM umsteuert. Nach der Umschaltung des Hilfsmotors ergibt sich folgender Stromverlauf :
EMI2.5
pol.
Die je auf einer isolierenden Traverse angeordneten Kontakte a, b und die Doppelkontakte c, d des Sehalters PB sind beweglich und haben biegsame Zuleitungen, welche es ermöglichen, bei Schaltung der Spule C1 die Verbindung a-c und b-d bzw. bei Schaltung der Spule C die Verbindung c-e und d-f herzustellen. Auf diese Weise wird eine Umschaltung des Hilfsmotors SM bewirkt.
Der Hilfsmotor stellt denFahrschalterjKTentsprechend dergewünschten elektrischen Übersetzung so lange zurück, bis der Verbrennungsmotor V seine normale Drehzahl erreicht, der Fliehkraftregler Rg den Kontakt 14 schliesst und der Umschalter PS mittels der Spule C2 über Pluspol-Fliehkraft- schalter 14- C2-BS-Minuspol infolge des in die Lage Xi verschobenen Hebels P die Stromrichtung auch bei geschlossener Spule Ci umschaltet, da die Doppelkontakte c-d des Umschalters PS bei
<Desc/Clms Page number 3>
Schaltung der Spule O2 nach abwärts gezogen werden.
Solange der Gashebel P aus dem Bereich zwischen den Lagen MP-i nicht in die Grenzlage MP gedreht wird, stellt sich das Verhältnis der elektrischen
EMI3.1
des ganzen Aggregates über den Steuerschalter St und die Shuntwiderstände Sh selbsttätig ein.
Der Gashebel P bildet mit seinen mittels der Kontaktsegmente 12, 13 angeschlossenen Stromkreisen, mit dem Umschalter PS, dem Geschwindigkeitsregler und dem Steuerkontakt 14 eine voll-
EMI3.2
Wagenlenker kann jedoch jederzeit mittels des Gashebels P in diese selbsttätige Steuerung des Wagens dadurch eingreifen, dass er diesen Hebel aus der O-Lage im Gegenzeigersinne in die Lage K dreht, wodurch sich die elektrische Übersetzung mittels des Fahrschalters KT selbsttätig auf das Bestverhältnis für den neuen Start einstellt.
Im Drehbereich 0-Mp des Hebels P kann selbst bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten mit unmittelbar an die Welle H, gekuppeltem Verbrennungsmotor V gefahren werden, soferne zwecks Erreichung des besten Wirkungsgrades des Antriebsaggregates das Drehmoment des Motors nicht voll ausgenützt sein sollte. Im Bereiche Mp-jK'i wird eine selbsttätige elektrische Übersetzung bei Vollgas für grosse Beschleunigung erzielt. In diesem Bsreich Mp-Ki werden mit Hilfe des Umschalters PS die Stromkreise für den Hilfsmotor SM des Fahrschalters KT geschlossen.
Der Fahrschalter KT stellt sich unter Einfluss des Hilfsmotors bei Steuerung des Kontaktes 14 mittels des Reglers Rg selbsttätig auf das beste Übersetzungsverhältnis ein.
EMI3.3
heiten vorgesehen, welche ein mechanisches Schliessen der diesen Einheiten zugeordneten Lamellenkupplungen verhindert, falls eine dieser Einheiten infolge einer Störung aussetzen sollte.
Zu diesem Zwecke wird als Stromquelle eine Lichtdynamo A, welche vom Verbrennungsmotor V unmittelbar angetrieben wird und ein zwischengeschaltetes Relais B zur Erregung des Schalters St, im Stromkreis d der Lamellenkupplung L des Systems Generator G-Motor M verwendet. Bei der dargestellten Anordnung ist der angetriebene Teil des Generators G, u. zw. der Läufer, unmittelbar mit dem Verbrennungsmotor V gekuppelt, während der Ständer des Generators drehbar gelagert und mit der Bremstrommel Br zusammengebaut ist. An der Stirnseite der Bremstrommel ist die vorerwähnte Lamellenkupplung Li vorgesehen, welche die unmittelbare Verbindung des Ständers mit der Kardanbzw.
Triebwelle N1 herstellt und deren Stromkreis d von der Stellung des Schalters Sus der Sicherungsvorrichtung B abhängig ist. Diese Verbindung bleibt auch bei Leerlauf des Verbrennungsmotors V aufrecht dadurch, dass sich die Dynamo A mitdreht, das Relais B erregt und damit den Schalter < S und Kontakt St15 sehliesst. Auch die Läuferwelle des Generators G ist mit einer elektrischen Lamellenkupplung L für direkte mechanische Verbindung des Verbrennungsmotors V mit der Triebwelle Hl versehen.
Um bei unmittelbarem Antrieb der Triebwelle ssi durch den Verbrennungsmotor V eine elektrische Stromquelle zu erhalten, wird der Ständer des Generators G mittels des Bremsbandes Bp abgebremst. Hindurch wird der Generator zu einer normalen Stromquelle. Der in ihm erzeugte Strom kann für Heizzwecke oder zum Antrieb des Motors eines Anhängewagens zwecks Vergrösserung des Raddruckes der Zugsgarnitur verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Übersetzungsgetriebe für Antriebe mit Verbrennungsmotor, insbesondere für Triebwagen, bei denen in den durch den Fahrzeugführer geleichzeitig mit der Betätigung des Gashebels gesteuerten Stromkreis ein diesen Stromkreis selbsttätig beeinflussender Schalter eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätige Steuerung nach vorangehendem Wirksamwerden eines Fliehkraftschalters (Rg) bei Überschreitung der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors (V) wirksam wird.
<Desc / Clms Page number 1>
Electric transmission gear, in particular for railcars.
The invention relates to an electric transmission, especially for railcars, u. between the type in which the speed control of the machine set consisting of the internal combustion engine, the electric generator and the electric motor is carried out by changing the excitation of the auxiliary control device of the electrical system of this device.
The purpose of this arrangement for driving the vehicle, both by means of an internal combustion engine and an electric motor, is to distribute the engagement torques acting on the drive shaft in such a way that the internal combustion engine starts at the start of the machine, i.e. when overcoming the high initial torques and frictional resistance, or at any time when suddenly occurring load increase, is not overloaded, that rather its performance to increase the acceleration
EMI1.1
In the cases mentioned, it is not only driven by the internal combustion engine through the reaction of the generator armature, but also by the electric motor.
The purpose of the invention is to simplify the arrangement, u. in such a way that the control takes place automatically and with aids that are normally available, without special supervision of the vehicle driver and without the risk of errors occurring when the machine is controlled by the driver in the event that a part fails or comes to a standstill This unit is kept in motion by the bearings running hot or for other reasons, which could destroy the whole machine. Furthermore, the activity of the generator should be extended not only to starting the machine and driving uphill, but also to normal driving, in order to enable it to be used for various purposes.
The required effect is achieved in the case of electric transmission gears for drives with internal combustion engines, in which the vehicle driver engages simultaneously with the actuation of the
Throttle lever-controlled circuit is switched on in a known manner, a switch automatically influencing this circuit, achieved according to the invention in that the automatic control becomes effective after a centrifugal switch has previously become effective when the normal speed of the internal combustion engine is exceeded.
According to the present invention, a coil that controls the reverse gear of the drive switch to set a higher gear ratio or the pre-start position in the end positions of the throttle lever is also excited on the automatic switch via contacts located on the same, while a second coil via a when the normal Speed of the internal combustion engine from the centrifugal switch closed contact pair is supplied with power even when the circuit of the coil is closed in the end position of the throttle lever and causes the switching of an auxiliary motor.
The drawing illustrates an embodiment of the subject matter of the invention.
In the illustrated embodiment, the lever P can assume four different basic positions one after the other. In the basic position 0 the gas is completely throttled and the control circuit to the main switch Stl of the generator and motor circuit is interrupted. From this basic position, this lever can either be turned clockwise to the Mp position for the greatest amount of gas, or even further to the Kl position to switch on the electrical transmission, or from the zero position counter-clockwise to the K position to switch on the drive switch.
<Desc / Clms Page number 2>
When the car is set in motion and the lever P is turned out of its position 0, an auxiliary current for the main switch St2 is switched on via the contacts 9 and 10 and the segments 12 and 1.3, which results in the following circuit: Negative pole of the battery blocking switch BS -9-13-12-10-BS-St1-positive pole of the battery. The auxiliary current mentioned above applies the main circuit of generator G to motor M, resulting in the following circuit: Collector of generator G slip ring 1-St1 collector of the motor M pole coil slip ring 4-pole coil of generator G collector of the generator G.
If the lever P is turned further clockwise in the direction counter to the lever position Mp, more gas is supplied to the internal combustion engine V, the above circuit being maintained for the machines G and M. This circuit provides the greatest ratio for the electrical translation, since at the same time via the contact segments 19, 20 by means of the drive switch KT, which is in position 0 when ready to drive
EMI2.1
and Stg close the main mass of generator G briefly.
The car continues to operate automatically in that the internal combustion engine is relieved after starting and its centrifugal governor Rg comes into effect. The centrifugal governor closes the contacts 14, energizes the solenoid C2 while forming the positive pole-M-C * -BS-negative pole circuit. This therefore attracts its core; This results in the following circuit at the changeover switch PS for the auxiliary motor SM: Positive-pole magnet coil of the auxiliary motor KM-PSe-PSe-armature SM-PSd-Psf-KT36-KT19-BS-Minnspol, since its working
EMI2.2
the associated contacts with each other and with the fixed contacts e or /. The rail ? of the driving switch is connected to the negative pole of the battery via the blocking switch BS.
The blocking switch BS enables the production of the dashed connections and thus the blocking of any switching options on the lever P. The drive switch KT moves under the drive of the auxiliary motor SM, as long as the speed of the combustion engine V does not fall below the normal speed, depending on the acceleration of the car Contacts stepwise along the contact points 20-25 useful; ; Increase the shunt resistance Sh for the generator field by successively actuating the switches St4-St7. When the contact point 26 of the drive switch KT comes up, the shunt resistors Sh are switched to the drive motor by means of the segment Shm by closing the switch Stm and the switches St3-St7.
By doing
EMI2.3
from KT27 to st25 the electric multi-plate clutch L is energized, whereby the current takes the following path: Minus pole-St15-Schleifrign 5-magnet coil L1-slip ring 2-St6-plus pole. Through the multi-plate clutch, the G? neratorwelle and thus the drive shaft of H with the shaft H1 elastically connected, the electrical part is put out of operation because the drive motor M is provided with a freewheel. In the end positions of the travel switch KT, the rails 16
EMI2.4
the coupling achieved the smallest possible relative speed between the rotating magnet body and the armature of the generator.
In the event that the vehicle comes to a steep section of the road, which the power of the internal combustion engine would not be sufficient to cope with with direct drive and its power would decrease with the falling speed, the driver can switch the electrical transmission by turning the throttle lever P via the lever position MP turn on. As soon as the lever P reaches the position K1, the maximum supply of gas is achieved. At the same time, the auxiliary circuit is connected to the coil C1 of the changeover switch PS via the negative pole-BS-9-13-11-C1-positive pole, which reverses the auxiliary electric motor SM. After switching the auxiliary motor, the following current curve results:
EMI2.5
pole.
The contacts a, b and the double contacts c, d of the holder PB, each arranged on an insulating cross-member, are movable and have flexible leads which enable the connection ac and bd when the coil C1 is switched or the connection when the coil C is switched ce and df. In this way, the auxiliary motor SM is switched over.
The auxiliary motor resets the travel switch jKT according to the desired electrical translation until the internal combustion engine V reaches its normal speed, the centrifugal governor Rg closes the contact 14 and the changeover switch PS by means of the coil C2 via positive-pole centrifugal switch 14-C2-BS-negative pole as a result of the in the position Xi shifted lever P switches the current direction even with the coil Ci closed, since the double contacts cd of the switch PS at
<Desc / Clms Page number 3>
Switching the coil O2 to be pulled down.
As long as the throttle lever P is not turned from the area between the positions MP-i into the limit position MP, the ratio of the electrical
EMI3.1
of the entire unit via the control switch St and the shunt resistors Sh.
The throttle lever P, with its circuits connected by means of the contact segments 12, 13, with the changeover switch PS, the speed controller and the control contact 14, forms a complete
EMI3.2
However, the driver can intervene at any time by means of the throttle lever P in this automatic control of the car by turning this lever from the O-position in the counterclockwise direction into the position K, whereby the electrical translation by means of the drive switch KT automatically switches to the best ratio for the new one Start setting.
In the rotation range 0-Mp of the lever P it is possible to drive with the internal combustion engine V coupled directly to the shaft H, even at low driving speeds, provided that the engine's torque is not fully utilized in order to achieve the best efficiency of the drive unit. In the Mp-jK'i range, an automatic electrical transmission is achieved at full throttle for great acceleration. In this Bsreich Mp-Ki, the circuits for the auxiliary motor SM of the drive switch KT are closed with the help of the switch PS.
The travel switch KT automatically adjusts itself to the best transmission ratio under the influence of the auxiliary motor when the contact 14 is controlled by means of the controller Rg.
EMI3.3
units are provided which prevent mechanical closure of the multi-plate clutches assigned to these units if one of these units should fail as a result of a malfunction.
For this purpose, a light dynamo A, which is driven directly by the internal combustion engine V, and an interposed relay B for energizing the switch St in the circuit d of the multi-plate clutch L of the generator G-motor M system are used as the power source. In the arrangement shown, the driven part of the generator G, u. between the rotor, directly coupled to the internal combustion engine V, while the stator of the generator is rotatably mounted and assembled with the brake drum Br. On the front side of the brake drum, the aforementioned multi-plate clutch Li is provided, which the direct connection of the stand with the Kardanbzw.
Produces drive shaft N1 and whose circuit d is dependent on the position of the switch Sus of the safety device B. This connection remains upright even when the internal combustion engine V is idling because the dynamo A rotates with it, the relay B is excited and the switch <S and contact St15 are closed. The rotor shaft of the generator G is also provided with an electrical multi-plate clutch L for a direct mechanical connection of the internal combustion engine V to the drive shaft Hl.
In order to obtain an electrical power source when the drive shaft ssi is directly driven by the internal combustion engine V, the stator of the generator G is braked by means of the brake band Bp. This turns the generator into a normal power source. The electricity generated in it can be used for heating purposes or to drive the motor of a trailer wagon to increase the wheel pressure of the train set.
PATENT CLAIMS:
1.Electric transmission for drives with internal combustion engines, in particular for railcars, in which a switch which automatically influences this circuit is switched on in the circuit controlled by the vehicle driver at the same time as the operation of the throttle lever, characterized in that the automatic control after a centrifugal switch ( Rg) becomes effective when the normal speed of the internal combustion engine (V) is exceeded.