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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnzügen oder einzelnen Wagen mit Hilfe von Dynamomaschinen, die bei veränderlicher Geschwindigkeit eine konstante Spannung liefern. Um die Spannung dieser Dynamomaschinen konstant erhalten zu können, sind die Magnetgestelle derselben in bekannter Weise beweglich angeordnet, so dass sie infolge der elektromagnetischen Wirkung des Ankers aus ihrer Gleichgewichtslage verdreht werden, wodurch gleichzeitig verschiedene Schalteinrichtungen betätigt werden können. Die Vorrichtung kann bei jedem Fahrzeug angeordnet sein, in welchem Falle die einzelnen Fahrzeuge voneinander unabhängig sind, oder es kann eine einzige Dynamomaschine vorgesehen sein, welche die Beleuchtung des ganzen Zuges besorgt.
Ausser der Regelung der Spannung im Verhältnis zur Geschwindigkeit kommen bei einer solchen Vorrichtung noch verschiedene andere Bedingungen in Betracht, deren Erfüllung notwendig ist und von denen die wichtigsten die folgenden sind :
1. Die Stromrichtung soll von der Drehrichtung der Maschine unabhängig sein.
2. Der Ankerstromkreis der Dynamomaschine soll mit dem Stromkreis einer Akkumulatorenbatterie parallel geschaltet werden, sobald eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht und die elektromotorische Kraft eine genügende ist.
3. Der Stromkreis der Dynamo soll ausgeschaltet werden, sobald ihre elektromotorische Kraft aus irgend einer Ursache unter die Spannung der Akkumulatoren-Batterie sinkt, damit nicht der Batteriestrom in die Dynamomaschine zurückfliesst.
4. Das Laden der Akkumulatoren-Batterie soll unterbrochen werden, sobald diese auf die volle Kapazität geladen ist.
5. Der Spannungsunterschied an den Klemmen soll eingestellt werden, je nachdem die
Batterie geladen wird oder sich entladet.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in schematischer Darstellung.
Bei stillstehender Maschine nimmt der beweglich gelagerte Magnetrahmen 1 die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, in der sich der Schwerpunkt lotrecht unter der Achse befindet. Die Feld- magnetwicklungen sind im Nebenschluss an die Klemmen der Batterie gelegt.
Da die auftretenden elektromagnetischen Kräfte das bewegliche Magnetgestelle stets in der Hewegungsrichtung des Ankers verdrehen, wird bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Feldmagnet um eine Polteilung verstellt und infolge der gleichbleibenden Polarität des Feld-
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die Stromrichtung im äusseren Stromkreis unabhängig von der Drehrichtung des Ankers stets dieselbe bleibt, vorausgesetzt, dass die Bürsten fix sind.
Die Regelung der Spannung im Verhältnis zur Umdrehungsgeschwindigkeit geschieht in bekannter Weise durch entsprechende Einstellung der neutralen Kommutatorzone gegenüber den Bürsten.
Um eine Verdrehung des Magnetgestelles durch die magnetische Kraft hervorzubringen, muss der Anker einen bestimmten Strom liefern. In der Ruhelage befinden sich aber die Bürsten an jener Stelle des Kommulators, an der die elektromotorische Kraft den Wert Null hat und kennen demnach keinen Strom entnehmen.
Um am Magnetgestell fixe Hilfsbürsten zur Abnahme eines ein Drehmoment zwischen Anker und Feld erzeugenden Stromes zu vermeiden, wird bei der in Fig. 1 dargestellten
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Vorrichtung ein Hilfsstrom nutzbar gemacht, der zwischen einem mit einem Punkt der Ankerwicklung verbundenen Ring 2, auf dem ein Gleitkontakt 3 schleift und einer der Bürsten (im
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ordnung könnte jedoch auch derart getroffen sein, dass die Ringhälften am Magnetgestell be- festigt sind, in welchem Falle dann die Bürste 5 feststehend angeordnet sein müsste.
Während des Ganges der Maschine, gleichgiltig, ob diese in der einen oder in der anderen Drehrichtung läuft, bleibt der Hilfsstromkreis, solange sich das Magnetgestell in einer Stellung zwischen der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage und der wagrechten Lage befindet, stets durch den Widerstand 4 geschlossen..
Wenn die Geschwindigkeit derart zunimmt, dass das Magnetgestell über die wagrechte Lage bewegt wird, dann wird der Widerstand aus dem Ankerstromkreis ausgeschaltet, dafür aber die Akkumulatorenbatterie eingeschaltet. Dabei gleitet die Bürste 5 auf die Ringhälfte 7, die mit der Batterie verbunden ist, wobei die Regelung der Spannung des Verbrauchsstromes durch selbsttätige Verschiebung der neutralen Zone erfolgt.
Die gegenteilige Wirkungsweise tritt ein, wenn die Geschwindigkeit unter einen bestimmten Vcrt sinkt ; in diesem Falle wird die Batterie aus-und der Widerstand eingeschaltet.
Dasselbe tritt ein, wenn aus irgend einer Ursache (beispielsweise Aufhören des mechanischen Antriebes, Leitungsbruch im Erregerstromkreis etc.) die Batterie das Bestreben hat, sich in die Dynamo zu entladen. In diesem Falle ändert die elektromagnetische Kraft in der Dynamomaschine ihre Richtung und hat das Bestreben, das Magnetgestell entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung mitzunehmen, so dass die Wirkung der Schwerkraft durch das magnetische Drehmoment unterstützt wird.
Durch diese Vorrichtung wird somit auf mechanischem Wege in sicherer Weise die Einund Ausschaltung bewirkt, so dass alle Nachteile vermieden sind, die den magnetischen Einund Ausschaltern anhaften.
In der praktischen Ausführung ist die Vorrichtung anders ausgebildet, als dies im Schema dargestellt ist, um die Funkenbildung zu vermeiden, welche beim Übergang der Bürste von der
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So kann z. B. ein Zweiwegschalter verwendet werden, bei welchem die Stromunterbrechung durch rasches Abheben einer Feder erfolgt, die unter der mechanischen Einwirkung eines am Magnotgestell angeordneten Daumens oder eines Exzenters steht. Um die zur Überwindung der Federspannung erforderliche Kraft resp. den Hilfsstrom einzustellen, können einige Indtiktiuns- windungen vorgesehen sein, welche mit dem Stromkreis des veränderliche Stromes in Serie geschaltet sind.
Die Fig. 3 veranschaulicht eine derartige Anordnung. An einer fixen Achse 31 ist eine Gabel 32 und ein doppelter Schleifkontakt 33 angelenkt, die durch eine Spiralfeder 34 miteinander verbunden, sonst aber voneinander unabhängig sind. Ein an dem beweglichen Magnetgestell der Dynamomaschine angeordneter Anschlag 35, dessen Bahn in der Zeichnung durch den strichpunktierten Bogen 351-352 angedeutet ist, wirkt bei Verdrehung des Magnetgestelles gegen die Gabel 32 ; die durch Vermittlung der Feder 34 den Schleifkontakt 33 entweder mit einem Kontakt 36 oder mit einem zweiten Kontakt 37 in Berührung bringt. Wenn der Schleifkontakt den Kontakt 36 berührt, ist der Stromkreis auf den Induktionswiderstand 38 geschaltet.
Sobald die Geschwindigkeit genügend gross ist, hebt das elektromagnetische Drehmoment das Magnetgestell, so dass der
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geschaltet wird. Wenn bei der Schaltung des Stromkreises auf den Induktionswiderstand der Anschlag. 5 die Stellung 351 erreicht, stosst die Gabel 32 an einen Anschlag X. In diesem Augenblick befindet sich, da der Anlenkungspunkt der Feder 34 seine Mittelstellung überschritten hat. diese Feder unterhalb der Achse 31 und zieht den Kontakt 33 plötzlich gegen den Kontakt 36.
Wenn eine Vorrichtung angewendet wird, bei welcher die Bürsten an dem beweglichen Magnetgestell fix angeordnet sind, ändert sich. da in diesem Falle gleichzeitig mit den Feld- magneten auch die Bürsten verdreht werden, die Richtung des Stromes mit der Drehrichtung, so dass ein Stromwender im Dynamostromkreia notwendig ist.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Schaltvorrichtung. Das Magnetgestell 1 ist symmetrisch ausgebildet und in bekannter Weise mit einem Gewicht 12 versehen. Die Bürsten 13 und 14 sind fix mit dem Drehgestell verbunden, so dass sie die Bewegung desselben mitmachen und stehen mit zwei Gleitkontakten 15, 16 in leitender Verbindung, welche die Drehung des Magnetgestelles mitmachen und auf zwei fixen dreiteiligen Ringen 17, 22, 23 und 18, 20, 21 schleifen.
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Die beiden RinghalttenJ!7,Jsind durch einen Widerstand 19 miteinander verbunden, der solange sich das Magnetgestell unter der wagrechten Lage befindet, in den Stromkreis ein-
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wie im erst beschriebenen Falle und zwar beginnt die Regelung bei der vertikalen Stellung des Magnetgestelles.
Um die Ladung der Akkumulatoren-Batterie im gewünschten Augenblick unterbrechen zu können, ist ein Maximumausschalter vorgesehen (8 in Fig. 1 und 24 in Fig. 2), dessen Wicklung im Nebenschluss an die Batterie gelegt ist und der ausgeschaltet wird, sobald die Potentialdifferenz an den Klemmen einer Zelle den Wert von 2'6 bis 2'7 Volt erreicht. Hierdurch wird die Ladeperiode beendet. Der Einschalter tür den Beleuchtungstromkreis (9 in Fig. 1 und 25 in Fig. 2) ist mit dem Maximum-Ausschalter derart verriegelt, dass die Einschaltung des Beleuchtungstromes nur nach erfolgtem Einschalten des Maximum-Ausschalters möglich ist.
Um den Spannungsunterschied, der in der Leitung beim Entladen der Batterie auftritt, auszugleichen, wirkt das Magnetgestell auf einen Schalter ein, mittels dessen ein Widerstand in dem Beleuchtungsstromkreis eingeschaltet oder kurz geschlossen werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnzügen, einzelnen Wagen und dergl. mit Hilfe von Dynamomaschinen mit drehbar gelagertem Magnetgestell, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Magnetgestell ein Daumen, ein Exzenter oder dergl. angeordnet ist, der den zum Umschalten der bei geringer Geschwindigkeit auf einen Widerstand geschalteten Maschine auf die Akkumulatorenbatterie bezw. den Beleuchtungsstromkreis dienenden Schalter durch mechanische Einwirkung betätigt.
2. Einrichtung zurelektrischen Beleuchtung von Eisenbahnzügen, einzelnen Wagen und dergl. mit Hilfe von Dynamomaschinen mit drehbar gelagertem Magnetgestell und mit feststehenden Ankerbürsten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer der Bürsten und einem Punkt der Ankerwicklung eine Leitung eingeschaltet ist, mittels welcher ein Strom abgenommen werden kann, der ein Drehmoment zwischen Anker und Feld erzeugt, durch dessen Wirkung das Magnetgestell aus der lotrechten in die wagrechte Lage gelangt.
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