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Kontroller für Motorwagen mit Stromrückgewinnung.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Kontroller für Motorwagen auf Schienen, welche ihren Antrieb von emem Elektromotor allein oder von einer aus einer Wärmekraftmaschine und einem Elektromotor mit Pufferbatterie bestehenden Gruppe (gemischter Betrieb) erhalten, und zwar im besonderen für den Fall, wo die Schaltungsanordnung der Motoren und der Stromleitungen eine Stromrückgewinnung zulässt und besonders, wenn der oder die Motoren mit dem Treibvorgelege mittels einer Kupplung verbunden sind, so dass beim Halten des Wagens der Elektromotor oder die Maschinen der gemischten Gruppe im Leerlauf erhalten werden.
Es ist bekannt, dass die Stromrückgewinnung III einer Strumerzeugung durch den oder die elektrischen Motoren besteht und der so erzeugte Strom zur Stromquelle zurückgelentet wird, wobei die dabei erzeugte mechanische Energie der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges ent-
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und bei dessen Talfahrt statt, während weicher das Fahrzeug durch sein Eigengewicht getrieben wird.
Die Stromrückgewinnung wird am einfachsten durch Verwendung eines Nebenschlussmotors erreiche, der zum Generator wird, wenn seine Klemmspannung infolge einer Erhöhung
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In dieser Art werden der Motor oder die Maschinen der gemischten Gruppe vor Beginn der Fahrt angelassen ; sie laufen zuerst leer mit der kleinstmöglichen Geschwindigkeit, d. h. mit der maximalen Feldintensität. Darnach wird das Fahrzeug in Bewegung gesetzt mittels der stufenweisen Einschaltung der Kupplungsvorrichtung. bis die vollständige Kupplung erreicht ist ; in diesem Zeitpunkt bildet der Motor oder die gemischte Gruppe mit dem Treibvorgelege ein Ganzes und die dabei erzielte Geschwindigkeit ist die geringste für die Fortbewegung vorgesehene. Die Beschleunigung des Fahrzeuges wird hierauf durch stufenweise Schwächung des Magnetfeldes des elektrischen Motors in bekannter Weise bis zur Erreichung der Hiichstgeschwindigkeit erzielt.
Die Verzögerung des Fahrzeuges geht unter stufenweise !' Verstärkung des Magnetfeldes des elektrischen Motors vor sich und zieht die Erzeugung von rückgewinnbarem Strom nach sich. Der zur Beschleunigung dienende Strom und der rückgewonnene haben natürlich die entgegengesetzte Richtung, der erste ist verbrauchter, der zweite nutzbarer Strom. Die Rückgewinnung findet nicht nur bei der Verzögerung, sondern auch bei der Talfahrt des Fahrzeuges statt, wenn die Schwer- kraftskomponente des Wagengewichtes grösser als die notwendige Antriebskraft ist.
1m allgemeinen sind diese Ströme umso stärker, je kürzer die Zeitdauer der Geschwindig- keitsänderung des Fahrzeuges ist, d. h. je schneller der Wagenführer die Kontaktstellen wechselt. Es ist von grosser Wichtigkeit, die Stärke dieser Ströme, welche in einem ebenscWussl1lotor
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einer Gefahr leicht rasch anzuhalten sein und die Bremsen müssen betätigt werden können, ohne dass dabei die Notwendigkeit im Vorherein besteht, mit zu starken und daher gefährlichen Stom- stärken des Rückstromes zu arbeiten.
Die Vereinigung dieser beiden Vorteile ist durch die den Gegenstand der Erfindung bildende
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Fig 1 zeigt das Gesamtbild der Anordnung in Anwendung bei einem Fahrzeug mit einer Luftdruckbremse. Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Fig. l für den Fall, dass das Fahrzeug mit einer magnetischen Bremse versehen ist.
Nach Fig. 1 ist die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung als wesentlich aus einem Kontroller bestehend dargestellt, der zwei relativ zueinander bewegliche Trommeln 2 und 3 besitzt. Die Trommel 2 ist mit der Handkurbel 4 fest verbunden und besitzt einen Mitnehmer 5.
Die Trommel 3 steht in bekannter Weise unter der Einwirkung einer Rückholfeder 9 oder dgl. und einer die Geschwindigkeit ihrer Drehung in beiden Richtungen begrenzenden Geschwindig- keitadämpfung, z. B. einer 01- oder Glyzerinbremse8, und weist einen AnscWag29 auf. Bei der Drehung der Handkurbel 4 auf Fahrt in der Richtung des Pfeiles 7 legt die Trommel 2 zuerst ein bestimmtes Stück Weges allein zurück, bis sie statt mit dem Teile A mit dem Teile B die festen Lamellen 35 erreicht und stösst dann mit ihrem Mitnehmern an den Anschlag 29 der Trommel 3.
Während des Restes der Drehung auf Fahrt in Richtung 7, bis der Teil C der beiden Trommeln den Lamellen 35 bzw. 33 gegenüber steht, werden die beiden Trommeln gemeinsam von der Handkurbel 4 geführt, wobei die Geschwindigkeit durch die mit der Trommel 3 verbundene Bremse 8 begrenzt wird.
Bei langsamer Rückdrehung der Handkurbel k im Sinne des Pfeiles 6 bleibt die Nase 5 in Berührung mit dem Anschlage 29, bis die Trommel 3 ihre Ruhelage erreicht hat. Wenn aber der Führer die Kurbel mit einer Geschwindigkeit zurückbewegt, welche die durch die Dämpfung 8 begrenzte Geschwindigkeit der Trommele überschreitet, so wird nur die Trommel 2 gemeinsam mit der an ihr befestigten Kurbel zurückgedreht, die Trommel 3 dagegen vollzieht die Rückbewegung unter dem Einfluss der Rückholfeder 9 und @der Dämpfung'S mit bestimmter Geschwindigkeit selbständig.
Die Fig. 1 zeigt einen Nebenschlussmotor 10, der die Welle 11 mittels der magnetischen
Kupplung 30 treibt und seinen Betriebstrom von einer Batterie 13 erhält. Als Stromquelle kann jedoch jede beliebige dienen, wie eine Wärmekraftmaschine mit Batterie oder von aussen zugeführter Strom usw. Die Stromkreise sind in der folgenden Art und Weise miteinander verbunden.
Der Motor wird zuerst leer mit der kleinsten Geschwindigkeit mit grösster Feldintensität mittels des Anlassers 31 in Gang gesetzt, wobei die Drehungsrichtung mittels des Strom wenders 32 für Vor-und Rücklauf verkehrt werden kann. Die Wirkungsweise der oberen Trommel 2 bei Ver- drehung im Sinne des Pfeiles 7 ist die, stufenweise die Kupplung 30 mittels der den Widerständen 36 entsprechenden Lamellen 35 zu erregen, so dass das Fahrzeug mit geringster Geschwindigkeit
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untere Trommel 3 mitgenommen wird, und zwar mit geringer Geschwindigkeit infolge der Bremswirkung der Bremse 8.
Diese Beschleunigung wird durch Schwächung des Magnetfeldes des Elektromotors mit HUfe der stufenweisen Einschaltung von Widerständen 34 durch die Lamellen 3. 3
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hat das Fahrzeug seine höchste Geschwindigkeit erlangt.. Es kann nun der Fall eintreten, dass der Wagenführer die Bewegung normal verlangsamen wiii. Dazu bewegt er die Kurbel langsam im Rinne des Pfeiles6. Die Nase5 bleibt in Berührung mit dem Anschlage und die beiden Trommeln drehen sich zurück, die eine unter der Wirkung der Kurbel, die andere durch die Feder 9. Dabei kann der rückgewonnen Strom nicht zu stark anwachsen, da die Rückgewinnung langsam vor sich geht.
Im Falle einer Gefahr oder eines Hindernisses handelt es sich andererseits darum. ptötzhch zu verlangsamen, dabei wird die Kurbel 4 rasch in die Totlage zurückgedreht, wodurch die Kupplung zwischen Motor und den Rädern gelöst wird, da die Lamellen 35 den Kontakt verlieren und in die Kupplung kein Strom mehr fliesst. Das Fahrzeug kann daher ohne Gefährdung des Motors gebremst werden.
Inzwischen dreht sich die Trommel 3 langsam unter Wirkung der Feder 9 und Verzögerung durch die Bremse 8 zurück, so dass die Verstärkung des Maglletfeldes iii vor sich geht, wodurch übermässige Rückströme vermieden und der Motor in jenen Zustand zurückversetzt wird. in welchen er bei stärkster Feldintensität das neuerliche Anfahren zulässt.
Als weitere Sicherheitsvorrichtung ist die Kurbel 15 der Bremse, welche beispiel weise als Luftdruckbremse dargestellt ist, mitteis einer Daumenscheibe 16 und eines Verriegelungshebels 17 mit der Kurbel derart verbunden, dass diese Bremse nur dann betätigt werden kann, wenn die Kurbel 4 in ihrer Totlage angelangt ist, d. h. wenn die Kupplung des Fahrzeuges gelöst ist. Dadurch wird der doppelte Zweck erreicht, dass nicht in der Bremslage angefahren und ferner nicht gebremst werden kann, wenn der Motor noch das Vorgelege treibt.
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bewirkt wird. Der Erregerstrom für das die Bremshebel ein-und ausrückende Solenoid 22 kann durch stufenweise Ab-bzw. Einschaltung von Widerständen 37 auf seinen Höchstwert gebracht bzw. auf Null vermindert werden.
Die Steuerung der elektromagnetischen Bremsvorrichtung erfolgt von der Trommel aus, welche zu diesem Zweck ausser der für die Kupplung bestimmten Kontaktfläche noch ein mit den Lamellen 38 der Widerstände 37 korrespondierendes zweites
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Kontaktfeld trägt. Die relative Lage der beiden Kontaktflächen ist derart, dass die Trommel 2 bei der Bewegung von Fahrt auf Halt erst, wenn das Kupplungskontaktfeld seine Lamellen 3. 5 verlassen hat, das Bremskontaktfeld in Berührung mit den Lamellen 38 bringt und umgekehrt bei einer Drehung im entgegengesetzten Sinne das Kupplungskontaktfeld nicht eher die Lamellen 35 erreicht, als bis das Bremskontaktfeld mit keiner der Lamellen 38 mehr in Verbindung steht.
Demnach vollzieht sich der Schaltvorgang bei der Anordnung nach Fig. 2 in folgender Weise : Befindet sich das Fahrzeug in voller Fahrt, so liegen die Lamellen 33, 35 und 38 auf dem durch die Linie C gekennzeichneten Teile des Fahrschalters. In dieser Stellung ist minimaler Motorerregerstrom, maximaler Kupplungsstrom und kein Bremsstrom vorhanden. Soll nun der Wagen zum Stillstand gebracht werden, so werden die Trommeln im Sinne des Pfeiles 6 gegen- über den feststehenden Lamellen verschoben. Die unter der Wirkung der Rückholfeder 9 und der Geschwindigkeitsdämpfung < stehende Trommel bewegt sich dabei selbsttätig, bis sie mit dem Teil B den zugehörigen Lamellen 33 gegenübersteht, womit die stufenweise Kurzschliessung der Widerstände 34 vollzogen ist und das Motorfeld wieder den Höchstwert besitzt.
Die Trommel 2 wird vom Führer mittels der Handkurbel 4 in der Richtung 6 geführt und hat, wenn sie mit dem durch die Linie A gekennzeichneten Teil die Lamellen 3. 5 erreicht, die Entkupplung von Motor und Triebrad vollendet und den Strom für den Kupplungsmagneten 30 ausgeschaltet. Will der Führer nun bremsen, so muss er die Trommel 2 noch weiter im Sinne des Pfeiles 6 drehen. Erst jetzt kommt das Bremskontaktfeld in Berührung mit seinen Lamellen 38 und unter stufenweiser
Abschaltung der Widerstände 37 vollzieht sich das Anziehen der Bremsklötze, bis bei Auftreffen der Lamellen 38 auf dem Teil D der Trommel 2 der Erregerstrom des Solenoids 22 und damit auch der Bremsdruck seinen Höchstwert erreicht.
Zur Lösung der Bremse ist es notwendig die
Trommel 2 im Sinne des Pfeiles 7 zurückzudrehen bis die Lamellen 38 wieder auf dem Teil A der Trommel 2 aufliegen, und der Strom des Solenoids 22 vollkommen ausgeschaltet ist. Dann erst kann durch Weiterbewegen des Kontrollers in der Richtung 7 von neuem auf Fahrt in der anlässlich der Fig. 1 bereits näher geschilderten Weise übergegangen werden.
Wie ersichtlich, wird das, was bei der Anordnung nach Fig. l mittels der Verriegelung- vorrichtung 16, 17 mechanisch erreicht ist, bei der Anordnung nach Fig. 2 elektrisch in emfachfr
Weise verwirklicht : Die Bremse kann nur bei gelöster Kupplung und die Kupplung nur bei ge- löster Bremse für das Fahrzeug in Tätigkeit gesetzt werden.
PATENTS ANSPRÜCHE : I. Kontroller für Motorwagen mit rein elektrischem oder gemischtem Antrieb und einer die
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Kupphtng stufenweise erregt und unmittelbar von der Handkurbel bedient wird, während die andere (3) die Geschwindigkeit der Motoren durch Veränderung des Magnetfeldes mittels Feld- regutierwider. ständen in bekannter Weise regelt und mit einer Bremsvorrichtung (8) und einer Mitnehmernase (29) mit Rückholfeder (9) ausgestattet ist, die ausschliesslich während der Beschleunigungsperiode der Motoren und nach erfolgter Kupplung derselben mit der Triebachse
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