Elektrische Lokomotive. Die Erfindung bezieht sich auf solche elektrische Lokomotiven, bei denen der Strom für die Zugförderungsmotoren von einem durch eine Verbrennungskraftmaschine angetriebe nen Gleichstromerzeuger geliefert wird, mit dem die Zugförderungstnotoren in Leonard- schaltung verbunden sind. Die Erfindung bezweckt, eine elelktrische Lokomotive dieser Art zu schaffen, die sich durch grosse Wirt schaftlichkeit des Betriebes und beträchtliche Überlastungsfähigkeit auszeichnet und für die Verbrennungskraftmaschine neben dem eigent lichen Treiböl (z. B. Teeröl) kein hochwer tiges Anlassleichtöl (sog. Zündöl) braucht.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungs beispiel des Gegenstandes der Erfindung das Schaltungschema einer Diesel-Elektrischen Lokomotive dargestellt.
Mit der Triebwelle a1 der Dieselmaschine A sind mittelst einer lösbaren Kupplung a2' die Anker B und C zweier G Teichstromerzeuger B b' und C e' zwangsläufig verbunden. An den Anker B des einen Gleichstromerzeugers sind in Leonardschaltung die unter sich parallel geschalteten Anker E dreier fremderregter Zugförderungsmotoren E e' angeschlossen. deren Anker lE durch Zahnradvorgelege mit den Triebachsen der Lokomotive zwangsläufig verbunden sind. Der Anker C des als Neben schlussmaschine ausgebildeten andern Gleich stromerzeugers C c' ist über einen Anlasser c2, der die Verwendung der Nebenschlussmnaschine als Motor ermöglicht, an Sammelschienen C angeschlossen, an welchen eine Sammler batterie D liegt.
Die Batterie D, die durch einen Ausschalter d' von den Sammelschienen G abgeschaltet werden kann, dient einerseits als Pufferbatterie für den Stromerzeuger C c' und stellt anderseits eine Reserve-Stronm- quelle dar, aus welcher die Nebenschluh- masohine C c' als Motor betrieben und gleich zeitig die Erregerwicklungen b' und e' der Gleichstrommaschinen<I>B b'</I> und E <I>e'</I> gespei#t werden können.
Der Gleichstromerzeuger C c' ist so bemessen, dass er nicht nur den zur Erregung des Stromerzeugers<I>B</I> b' und der drei Zugförderungsinoteren E e' erforderlichen Strom zu liefern, sondern auch als Motor arbeitend die Dieselmaschine A in erheblichem .Masse (z. B. beine Anfahren oder auf Stei gungen) zu unterstützen vermag. Die Stärke des Erregerstromes in der Erregerwicklung c' des Stromerzeugers C cl kann durch einen Regelwiderstand e3 geregelt werden.
Die Er- regerwicklurig lb1 des Stromerzeugers B L1 liegt in einer an die Sammelschienen G an geschlossenen Leitung g1, die ausser der Er- regerwiclklung b1 und einer Magnetwicklung k6, deren Zweck noch erläutert werden wird, einen einpoligen Ausschalter J, einen doppel poligen Umschalter H und einen den Fahr schalter der Lokomotive darstellenden Regel widerstand F enthält. Der einpolige Aus schalter J ist mnit demn Bremsgestänge der Lokomotive derart verbunden, dass er beim Anlegen der Bremse geöffnet wird und um gekehrt.
Von der Leitung g1 ist hinter dem einpoligen Ausschalter J eine weitere Lei- tursg g2 abgezweigt, in deren Zuge in Hinter einanderschaltung die Erregerwicklungen e1 der drei Zugföirderungsmotoren liegen.
Die mit der Erregerwicklung b l des Strom erzeugers B b1 in Reihe geschaltete Magnet wicklung k' ist um einen Magrnetlikern K2 eines Überstromschalters gewickelt, der wie folgt eingerichtet ist. Im Zuge der den An ker B des Stromerzeugers B b1 mit den pa rallel geschalteten Ankern lE der Zugförde rungsmotoren E e1 verbindenden Leitung M liegen eine um einen Magnetkern K1 gewik- kelte Hauptstromn-Magnetwicklung k5 und eine durcheh zwei Schaltklötze k3 und k4 gebildete, durch ein Stromschlussstück K überbrückbare Unterbrechungsstelle. Die Magnetkerne K' und Ki2 sind gdeichachsig zueinander angeord net und mit demn Stromnschlussstücke h starr verbunden.
An demn freien Ende des Magnet kernes h' greift eine Zugfeder h' an, die den Schalter entgegen der Wirkung der Magnetwiclklungen k5 und k'' in seiner aus der Zeichnung ersichtlichen Schliessungsstel lung festzuhalten sucht. An die Enden der Magnetwicklung k6 sind zwei Schaltklötze h7 und k8 angeschlossen, die so angeordnet sind, dass sie von dem Stromschlussstücke K in der Öffnungsstel-lung des Schalters leitend, mit einander verbunden werden. Die Wicklung k6 ist also in der Öffnungsstellung des Schal ters kurzgesehlossen.
Um den Magnetkern IK1 ist noch eine weitere Magnetwicklung k9 ge- wickelt; diese ist reit ihrem einen Ende an die Verbindungsstelle der Hauptstromwick lung k5 mit demn Anker B und mit ihrem andern Ende an den Schaltklotz k4 ange schlossen, so dass sie bei gesclhlossenem Schalter durch das Stromsehlufssstiick K kurz geschlossen ist und bei geöffnetem Schalter von einem Strome durchflossen wird, dessen Stärke von dem Unterschiede der Anker spannungen des Stromerzeugers B b1 und der Zugförderungsmotoren B e1 abhängt. Die Magnetwicklung 7k9' ist so bemessen, dass sie entgegen der Wirkung der Zugfeder k1o den geöffneten Schalter in seiner Öffnungsstellung festzuhalten vermag, solange zwischen den Ankern B und lE ein merklicher Spannungs unterschied besteht.
Die Magnetwicklungen ki5 und k6 sind so bemessen, dass bei voller Er regerstromstärke für Stromkreise der Wick lung k6 und einer einen vorgeschriebenen Wert übersteigenden Stromstärke im Anker stromkreise M der Schalter unter der ver einigten Wirkung der Magrnetwiclklungen k5 und k6 entgegen der Wirkung der Feder L1o aus der Sehliessstellung in die Öffnungsstel lung belangt.
Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung soll zunächst angenommen werden, dass die Lokomotive und ihre Dieselmaschine A stillstehe, dass ferner die Bremse angezogen und dement sprechend der einpolige Aasschalter J geöffnet sei und dass der Fahrsehalter F sieh in seiner Nullstellung befinde. Die Sammlerbatterie D sei aufgeladen und der Batterieschalter d1 geöffnet.
Soll nun die Lokomotive in Betrieb ge setzt werden, so ist zunächst die Diesel maschine A1 anzulassen. Zu diesem Zwecke wird, nachdem der Ausschalter d1 geschlossen ist, der fmr Ankerstromkreise der Neben schlussmaschine C cl liegende Anlasswider- stand e' ganz vorgesehaltct und der iin Er regerstromkreise dieser Maschine liegende Regelwiderstand r., bis auf Null verkleinert.
Die Nebenschlussrnaschine C cl erhii-lt nun Strom aus der -Batterie D und läuft bei all- rnählichein Ausschalten des Anlabjvideraan- des t-2 als Motor an. Zur weiteren Erhöhung ihrer Drehzahl wird mittelst des Regelwider standes c3 die Erregerstromstärke verkleinert und das von der Erregerwicklung e1 erzeugte Feld geschwächt.
Die leer mitlaufende Diesel- naschine lind der mit der Triebwelle a1 ge- kuppelte Anker B des Leonardstromerzeu- gers B b1 nehmen dabei allmählich ihre nor male Betriebsdrehzahl an. Sobald diese er reicht ist, wird der Dieselmaschine Brennstoff (Treiböl) zugeführt. Die durch die Diesel- niaschineA angetriebene Nebenschlussmascbine C c' arbeitet nun als Stromerzeuger, dessen Spannung durch Einstellen des Regelwider- standes c3 so geregelt werden kann, dass der Stromerzeuger C ei Strom in die Batterie D liefert.
Nun wird die Bremse gelöst und da durch der mit der Bremse zwangsläufig ver bundene Schalter J geschlossen, so dass den Erregerwicklungen e1 der Zugförderungsmoto ren E ei Strom zugeführt wird. Nachdem der Umschalter H in die der gewünschten Fahrt richtung entsprechende Stellung gebracht ist, wird der Widerstand des Fahrschalters F allmählich verkleinert, so dass die Erreger wicklung b' des Leonardstromerzeugers B b1 eine wachsende Stromstärke aufnimmt. In Anker B wird dabei eine Spannung erzeugt, die im Ankerstromkreise der Leonardscbal- tung eine dem Widerstande desselben ent sprechende Stromstärke hervorruft. Die Mo toren E e1 laufen infolgedessen an, so dass sich die Lokomotive in Bewegung setzt.
Nach Erreichung der beabsichtigten Fahrgeschwin digkeit lässt man den Fahrschalter F stehen, worauf keine weitere Beschleunigung der Motoren L' e' eintritt und die Stromstärke im11 Ankerkreise auf ihren derFahrgeschwindig- keit allein entsprechenden normalen Wert sinkt.
Durch Ein- oder Ausschalten von Wider stand im Erregerstromkreise des Leonard- stromerzeugers B b' mittelst des Fahrschal ters F kann nun die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive vermindert oder gesteigert werden.
Die Stillsetzung der Zugförderungsnioto- ren E ei erfolgt durch Einschalten von Wider-
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stand <SEP> durch <SEP> den <SEP> Fahrschalter <SEP> F. <SEP> Dabei <SEP> u11iiiiit
<tb> nämlich <SEP> der <SEP> Anker <SEP> des <SEP> Stromerzeugers <SEP> B <SEP> bi
<tb> eine <SEP> niedrigere <SEP> Spannung <SEP> all, <SEP> als <SEP> der <SEP> durch
<tb> die <SEP> augenblickliche <SEP> Fahrgeschwindigkeit <SEP> be dingten <SEP> elektromotorischen <SEP> Gegenkraft <SEP> der
<tb> Anker <SEP> E <SEP> entspricht, <SEP> so <SEP> cla1:, <SEP> ein <SEP> Strom <SEP> ]in
<tb> umgekehrten <SEP> Sinne <SEP> den <SEP> Ankerstromkreis <SEP> <I>der</I>
<tb> Leoilardschaltuiig <SEP> dlrchfliel:
,t. <SEP> Dadurch <SEP> wird
<tb> der <SEP> Stromerzeuger <SEP> B <SEP> <B>f <SEP> il</B> <SEP> zum <SEP> -Motor, <SEP> der <SEP> von
<tb> den <SEP> ,letzt <SEP> als <SEP> Stroiilel'GCalgel' <SEP> wirkenden <SEP> -1_Ü toreil <SEP> <B>Er'</B> <SEP> angetrieben <SEP> wird. <SEP> Die <SEP> infolgedessen
<tb> eintretende <SEP> Erhöhung <SEP> der <SEP> Drehzahl <SEP> des <SEP> An kers <SEP> C <SEP> der <SEP> @ebenscblll:@maschine <SEP> C <SEP> <B>#:
</B>' <SEP> bewirkt
<tb> eine <SEP> Spanilliugserliiililing <SEP> bei <SEP> dieser <SEP> und <SEP> damit
<tb> eitle <SEP> verstärkte <SEP> Energieabgabe <SEP> an <SEP> die <SEP> Saininler batterie <SEP> D. <SEP> Es <SEP> findet <SEP> also <SEP> elektrische <SEP> Brein sung <SEP> 111t(21' <SEP> Sti-oniriicligabe <SEP> statt, <SEP> ohne <SEP> daf.1)
<tb> die <SEP> geringste <SEP> Unischaltung <SEP> von <SEP> Ankern <SEP> oder
<tb> Erregerwicklungen <SEP> vorgenommen <SEP> zu <SEP> werden
<tb> brauchte.
<SEP> Man <SEP> kann <SEP> nun <SEP> entweder <SEP> die <SEP> elek trische <SEP> Bremsung <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Stillstande <SEP> der
<tb> Lokomotive <SEP> fortsetzen <SEP> oder <SEP> die <SEP> mechanische
<tb> Bremse <SEP> anlegen <SEP> und <SEP> dadurch <SEP> infolge <SEP> Öffnung
<tb> des <SEP> Ausschalter, <SEP> .T <SEP> die <SEP> Erregurstroinkreise
<tb> der <SEP> Leonardscbaltung <SEP> stromlos <SEP> machen, <SEP> so
<tb> dass <SEP> der <SEP> Strom <SEP> im <SEP> @nkerstri.@ml;
reise <SEP> erlicht.
<tb> In <SEP> beiden <SEP> F <SEP> -illeii <SEP> läuft <SEP> der <SEP> Leonai'dstroni <B>erzeuäer</B> <SEP> <I>B</I> <SEP> <B>b' <SEP> ICer <SEP> weiter. <SEP> während <SEP> die <SEP> Nebell-</B>
<tb> scblussniaschine <SEP> <B>(-l'</B> <SEP> c' <SEP> je <SEP> nach <SEP> Bedarf <SEP> ebenfalls
<tb> leer <SEP> läuft <SEP> oder <SEP> zur <SEP> weiteren <SEP> Ladun- <SEP> vier
<tb> Batterie <SEP> I) <SEP> benutzt <SEP> werden <SEP> kann.
<tb> Natürlich <SEP> kann, <SEP> besonders <SEP> iin <SEP> t=ef:ille.
<tb> <B>wielitl'Ollli'llelige@t'111111111@@ <SEP> stattfinden, <SEP> ohne</B>
<tb> dal.;
<SEP> die <SEP> I'ahrgescll indinkeit <SEP> sich <SEP> 1-)i. <SEP> Gilt
<tb> Stillstande <SEP> der <SEP> Lokomotive <SEP> vermindert.
<tb> Die <SEP> nur <SEP> bei <SEP> 1ängerein <SEP> Stillstande <SEP> der
<tb> Lokomotive <SEP> nütig <SEP> werdende <SEP> Abstellung <SEP> der
<tb> Diesehliasehine <SEP> @I <SEP> erfolgt <SEP> durch <SEP> I@instellei
<tb> der <SEP> Treibfjlzufuhr.
<tb> <B>Die <SEP> -I2ignetwleliliilig <SEP> k\ <SEP> des <SEP> Z#bers'tronl-</B>
<tb> schalters <SEP> K <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> <B>\</B> <SEP> wird <SEP> während <SEP> des <SEP> ersten
<tb> Teiles <SEP> der <SEP> Beschleunigungsperiode <SEP> der <SEP> llo toren <SEP> E <SEP> r' <SEP> von <SEP> einem <SEP> wesentlich <SEP> st@irliereu
<tb> Strome <SEP> als <SEP> d(2111 <SEP> normalen <SEP> C1l@rc11@10@e11.
<SEP> Trotz dem <SEP> reicht <SEP> während <SEP> dieser <SEP> Zeit <SEP> im <SEP> allge meinen <SEP> diu <SEP> magnetische <SEP> Zugkraft <SEP> des <SEP> Uber ytl'onIschaLlters <SEP> nicht <SEP> aus. <SEP> diexen <SEP> <B>zu</B> <SEP> ötineu.
<tb> Denn <SEP> da <SEP> der <SEP> durch <SEP> d(211 <SEP> Fabrsehaiter <SEP> I' <SEP> beeilt- flutete, die Magnetwicklung k6 des Überstron- schalters durchfliessende und während der Be schleunigungsperiode ständig wachsende Er regerstrom des Stromerzeugers B b' seine volle Stärke erst bei Eintritt der normalen Gxeschwindigkeit der Lokomotive erreicht, so überschreitet die durch die beiden Magnet wicklungen k@ und k6 bestimmte gesamte Zug kraft in keinem Augenblicke einen vorgeschrie benen Höchstwert.
Tritt dagegen vor oder nach Beendigung der Beschleunigungsperiode eine unvorhergesehene Überlastung im Anker- stronkreise auf, so steigert sich die Zugkraft der Magnetwicklung k@ schnell so weit, dass der Überstromschalter geöffnet wird. Die Be schleunigungsverhältnisse sind mit Rücksicht auf die geringe Überlastbarkeit der Diesel maschine A so gewählt, dass die Ankerstrom stärke bald nach Beginn der Beschleunigungs periode ständig sinkt. Der Überstromschalter kann demnach so eingestellt werden, dass er auch nach Beendigung der Beschleunigungs periode schon bei einer verhältnismässig ge ringen Überlastung anspricht.
Nachdem der Ankerstromkreis durch Öff nen des Überstronschalters unterbrochen und die Magnetwicklurg k6 durch das Strom- scllussstücl h kurzgeschlossen ist, wird der Überstromschalter nur durch die Magnet wicklung k9 in seiner Öffnungsstellung ge halten. Infolge der Unterbrechung des Anker stromkreises M verringert sich allmählich die elektromotorische Gegenkraft der langsamer laufenden Motorenanker E, während an den Ankerklemmen des Stromerzeugers B b1 noch die der Stellung des Fahrschalters F ent sprechende Spannung fortbesteht.
Wird nun der Fahrschalter F im Sinne einer Verkleine rung des Erregerstromes so weit bewegt, dass zwischen der nit der Magnetwicklung k5 ver bundenen Klemme des Ankers B und den mit derer Schaltklotze k1 verbundenen Klem men der parallelgeschalteten Anker E kein Potentialunterschied mehr bestellt, so wird die Magnetwicklung k9, die bisher den Über stromschalter in seiner Öffnungsstellung fest hielt, stromlos, und der Schalter kehrt unter der Wirkung seiner Zugfeder k1@ irr seine Schliessstellung zuriici, noch ehe die Motoren anker E völlig zur Ruhe gekommen sind. Es fliesst also von neuem ein Strom im Anker kreise der Leonardschaltung, der den völligen Stillstand der Motoren verhindert. Die Ge schwindigkeit der Lokomotive kann nunmehr durch Einstellen des Fahrschalters F nach Belieben geregelt werden.
Infolge des Um standes, dass das Wiedereinschalten des Über stromschalters nur bei Spannungsgleichheit der Anker B und E vor sich gehen kann, sind unerwünschte Stromstösse beim Wieder einschalten ausgeschlossen. Dabei ist es ein besonderer Vorteil der erläuterten Einrich- tung, dass die Wiedereinschaltung vor sich gehen kann, ehe die Motoren E e' zum Still stand gekommen sind und ohne dass es nötig wäre, den Fahrschalter F in seine Nullstel lung zu bringen.
Die Anordnung der Pufferbatterie D bietet nicht nur den bereits erwähnten Vorteil der Stromrückgewinnung beire elektrischen Brem sen, sondern erhöht auch noch die Über lastungsfähigkeit der Gesamtanlage erleblich. Fährt zum Beispiel die Lokomotive auf einer stärkeren Steigung, so kann man die Batte rie D dazu benutzen, die N ebenschlussmaschine C c' als Motor zu speisen. Der Motor C c' unterstützt dann die Dieselmaschine A und steigert deren Zugkraft. Der Übergang voll der einen zu der andern Betriebsweise der Nebenschlussmaschine C cl erfolgt bei einer Einstellung des Regelwiderstandes r3 auf einen durch Erfahrung zu ermittelnden Wert selbst tätig.
Ferner besitzt die Batterie D in Verbin dung mit der als Motor arbeitenden N;\-eben- schlussmaschine C cl und dem AnlalWider- stande c= die ebenfalls bereits erwähnte @Iüg- lichkeit, die Dieselmaschine<B>A</B> anzulassen.
Dadurch wird nicht nur die sollst übliche Druckluftanlassvorrichtun g entbehrlich, son dern auch die Verwendung eines Hochwer tigen Leichtöles. lIan braucht also ricberl dein Treiböl kein besonderes sogenanutes Zündöl mitzuführen.
[-in die bei geringer Belastung infolge der Abkühlung der Dieselmaschine leicht auftretende starke Rauchentwicklung zu ver melden, kann maln kurz vor dem Anhalten der Lokomotive und während des Stillstandes derselben auf einer Haltestelle die Treiböl zufuhr zuer Dieselmaschine ganz abstellen und die Maschinen C e1, B b' als Unmformer aus der Batterie D betreiben, wobei die Trieb welle a' der Dieselmaschine A leer mitläuft. Ein neues Anlassen der Dieselmaschine vor demn Wiederanfahren der Lokomotive ist da her nicht erforderlich.
Das Abstellen der Treibölzufuhr auf den Haltestellen bringt lneben der Vermeidung der Rauchentwicklung noch eine nicht unerhebliche Treibölersparnis mit sieh. Statt dreier Zugförderungsmotoren E e1 können natürlich auch zwei oder nur einer z aubgeordnet sein. Die Zahnradvorgelege zwi- zwi schen Motoren und Triebachsen können dabei in an sich bekannter Weise durch ein Kurbel getriebe mit Blindwelle oder dergleichen er setzt werden.
Statt die Magnetwicklung k6 des Über stromschalters mit der Erregerwicklung b' in Reibe zu schalten und so anzuordnen, dass die Wicklung k'6 beim Öffnen des Überstronm- schalters durch das Stromschlussstück K kurzgeschlossen wild, kann man, ohne an der Erfindung etwas zu ändern, die Einrich tung auch so treffen, dar die Wicklung k6 in Parallelschaltung all die Klemmen des Ankers B des Stromerzeugers B b' angeschlos sen ist und dar der die Magnetwicklung k6 enthaltende Stromzweig beim Öffnen des Überstromschalters selbsttätig unterbrochen wird. Auch bei dieser Anordnung wird der Zweck erreicht, dar man den Fahrschalter F nicht in seine Nullstellung zu bringen braucht, ehe der Überstromschalter wieder einschalten kann.