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Schaltanordnung zur Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie, insbesondere für Beleuchtungszwecke.
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie, insbesondere für Beleuchtungszwecke. bei welcher eine durch die Fortbewegung des Fahrzeuges bzw. von dem Kraftmotor angetriebene Dynamomaschine und Batterien verwendet werden, die zeitweise von der Dynamo geladen werden und zeitweise das Netz speisen. Bei einer derartigen Umwandlung mechanischer in elektrische Energie ergeben sich Schwierigkeiten daraus.
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benutzen sie umständliche Schaltungen und den Betrieb erschwerende zusätzliche Apparate. wie eigene Hilfsdynamos oder automatische Widerstandsregler.
Gemäss der Erfindung soll nun eine den verschiedenen Betriebsbedingungen gleichzeitig genügende Anordnung mit einfachen Mitteln dadurch erreicht werden. dass bei der Dynamo eine zwischen dieselbe und die aufzuladende Batterie geschaltete Feldwicklung. welche die Erregung der Dynamo bei Ladestrom zu schwächen sucht. mit einer vom Netzstrom oder einem diesem
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Strem durchfloseene Wicklung mit 11 bezeichnet ist. Die Wirkung der beiden Wicklungen ist in Fig. 2 verdentlicht. welche die Abhängigkeit der Stromstärken von der Dynamodrehzahl
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durch die Klemmenleitung der Dynamo fliesst.
Die Wicklung 13 allein also hätte die Wirkung. dal3 dauernd ein Entladestrom fliesst, der gerade ausreichend ist. um die Spannung der Batterie ) abzüglich des Ohmschen Spannungsabfalles in der Dynamo zu erzeugen, wobei die Maschine gewissermassen als Motor laufen würde. Bei den Netzbelastungen b bzw. c, welche sich z. B. bei Einschaltung der halben bzw. der ganzen Zahl der Lampen des Zuges ergeben, entstehen die
Stromkurven. B bzw. C. welche dartun, da13 durch das Zusammenwirken der beiden Feld-
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Belastung beeinflusste Ladung zustande kommen.
Dabei wird diese Wirkung in äusserst einfacher Weise durch zwei unmittelbar auf der Dynamo angebrachte Feldwicklungen erreicht und Verzögerungen und Störungen, wie sie bei Systemen, welche zur Regelung besondere zusätzliche Hilfsapparate vorsehen. vorkommen können, sind praktisch unmöglich gemacht.
Zweckmässig wird, wie in Fig. 3 dargestellt, den beiden Feldwicklungen 13 und 11 noch eine normale Nebenschlusswicklung hinzugefügt. Hier wird es möglich. dass auch bei unbelastetem Netz die in den Stromkreis der Dynamo geschaltete Batterie nicht entladen wird. sondern noch eine geringe Ladung stattfindet, indem die Kurve. 4 der Fig. 2 derart reguliert werden kann, dass sie oberhalb der Abszissenachse liegt oder diese bei einer bestimmten Drehzahl schneidet. Das Zusammenarbeiten der beiden Feldwicklungen 13 und 11 der Erfindung kann bei der Anordnung nach Fig. 3 so gewählt werden, dass hei Nullast noch eine kleine Wirkung der einen Spule übrig bleibt und mit wachsendem Netzstrom eine fortschreitende Kompensierung und ein Differenzwert im einen oder anderen Sinne sich ergibt.
Es lässt sich auf diese Weise ohne weitere besondere Schaltvorrichtungen während der Ruhepause. z. B. bei Zugbeleuchtung tagsüber. eine geringe dauernde Ladung der Batterie erzielen, was infolge der Gleichmässigkeit und Stetigkeit des Ladevorganges eine sehr vorteilhafte Art der Batteriespeisung bedeutet. Ausserdem ist diese Ladung bei Nullast praktisch an keine Grenze der Dynamodrehzahl gebunden. indem die Wirkung der Feldwicklungen derart gegeneinander abgeglichen werden kann. dass bei der Minimalgeschwindigkeit des Zuges, z. B. von 20 km. die Nebenschlusswicklung 4 gerade für Nulladung genügt und mit
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z. B. von l (M) die höchst zulässige Ladestromstärke erzeugt wird.
Die Möglichkeit einer in solcher Weise stattfindenden Batteriespeisung bei einem Netzstrom gleich Null stellt einen wichtigen Vorteil der Schaltung nach der Erfindung dar. Die gebräuchlichen Systeme erfüllen die für das gute Arbeiten und die Lebensdauer der Batterie unumgängliche Bedingung einer günstigen Ladung bei Nullast zum Teil überhaupt nicht. zum Teil nur unter Vermittlung umständlicher Zusatzapparate und Schaltmassnahmen und dann bloss in sehr beschränktem Ge- schwindigkeitsbereiche.
In der Praxis wird die Schaltung nach der Erfindung häufig unter Benutzung zweier Batterien verwirklicht werden, von denen jeweils die eine unter Speisung des Netzes entladen und die andere inzwischen von der Dynamo geladen wird. wobei die Umschaltung der beiden Batterien entwede automatisch in regelmässigen Zeitabschnitten oder bei bestimmten Haltestellen oder nach Durchlaufen bestimmter Strecken oder auch je nach Bedarf von Hand bewirkt wird. Bei Stillstehen der Dynamo bzw 0 bei einer Drehzahl unterhalb eines gewissen Wertes besorgen zweckmässig beide Batterien die Strol1l1ieferung. Die Fig. 4 der Zeichnung gibt eine derartige Anordnung wieder.
Die Batterien sind mit 2 und 3 bezeichnet, und die Batterie 2 wird geladen, die Batterie 3 entladen, während die Erregung der Dynamo 1 durch die drei Feldwicklungen 13, 11 und 4 bestimmt wird.
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Apparate können von irgend einer für diese Zwecke üblichen Bauart sem und sind al. s für das \'erständnis der Erfindung nicht absolut notwendig in Fig. 4 nicilt weiter dargestellt. Die beiden Batterien 2 und 3 können auch, wie die Fig. 3 zeigt, eine gemeinsame Klemme haben und zur Steuerung der anderen Klemmen kann ein Umschalter 14 vorgesehen werden. Dynamo 1 kann in bekannter Weise durch einen Schalter 8 ein- und ausgeschaltet werden.
Bei Einstellung und Berechnung der Dynamo ist den Verlusten der Akkumulatoren während der Ruhepausen Rechnung zu tragen. Auch empfiehlt es sich, die Wirkung der Feldwicklungen durch Anbringen entsprechender Widerstände regelbar zu machen. Besonders vorteilhaft für die Ausführung der Erfindung mit zwei Batterien ist die Zwischenschaltung eines Widerstandes 76 (vgl. Fig. 5) zwischen dte zu steuernden Batterieklemmen. Dieser Widerstand 16 ist zweckmässig so zu bemessen, dass beim Laden der einen Batterie von dieser zu der sich entladenden Batterie
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immer sämtliche Lampen des Wagens zugleich eingeschaltet werden, wird also der über den Widerstand 16 ins Netz fliessende Strom etwas geringer gehalten als der Entladestrom.
Die Benutzung der Schaltung nach der Erfindung mit nur einer Batterie wird sich besonders für Beleuchtung von Automobilen, Booten, wie überhaupt in allen den Fällen empfehlen, wo die
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Batteriebetrieb ausgeschaltet wird, oder die Dynamo als Doppeldynamo bzw. als Dynamo mit zwei Kollektoren ausbilden, von der die Summe der Spannungen zum Laden der Batterie und die Einzelspannung zum Speisen des Netzes benutzt wird.
In Fig0 6 und 7 sind diese beiden Ausführungen einer Einzelbatterieschaltung nach der Erfindung schematisch wiedergegeben. Die Anordnung der drei Feldwicklungen 13, 11 und 4 und der Batterie 2 ist in beiden Fällen die gleiche. Fig. 6 zeigt den bei Verwendung einer normalen
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Um bei den Schaltungen nach Fig. 6 und 7, wenn erwünscht, die Batterie 2 auch in beliebigem Zeitpunkt laden zu können, wird die Möglichkeit geschaffen. die Netzstromwicklung 11 durch einen geeigneten Widerstand 17 hindurch (vgl. Fig. 6) an den Punkt 11 anzuschalten und damit das Netz kurzzuschliessen. Um hiebei Verluste zu vermeiden, kann man die Wicklung 11 in mehrere Teile zerlegen, die normal parallel bei einer nach dieser Methode vorzunehmenden Ladung in Serie geschaltet werden.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung zur Versorgung von Fahrzeugen mit elektrischer Energie, insbesondere für Beleuchtungszwecke. bei welcher eine durch die Fortbewegung des Fahrzeuges bzw. von dem Kraftmotor angetriebene Dynamomaschine und zeitweise von der Dynamo geladene, zeitweise auf das Netz sich entladende Batterien verwendet werden. dadurch gekennzeichnet, dass bei der Dynamo l'ine zwischen dieselbe und die aufzuladende Batterie geschaltete Feldwicklung (13). welche die Erregung der Dynamo bei Ladestrom zu schwächen sucht, mit einer vom Netzstrol1l
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normalen Grunderregung wirkt. zur unmittelbaren Bestimmung des Dynamofeldes zusammenarbeitet.