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Schaltungsanordnung zur Regelung des Drehzahlverhältnisses der Arbeitsmotoren
zweier Leonardsätze Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen zur Regelung
des Drehzahlverhältnisses der Arbeitsmotoren zweier Leonardsätze, insbesondere zur
Regelung des Gleichlaufs zweier nicht starr miteinander verbundener, von den Leonardmotoren
angetriebener Fahrwerke. Die Erfindung besteht darin, daß die Erregerwicklungen
der beiden Leonardgeneratoren sowie ein Spannungsteilerwiderstand im Kreis hintereinandergeschaltet
sind und entweder die Erregerspannungsquelle, gegebenenfalls über einen Einstellwiderstand,
parallel zum Spannungsteilerwiderstand und dessen Schleifkontakt an die Verbindungsleitung
zwischen den beiden Erregerwicklungen angeschlossen ist oder der Schleifkontakt
des Spannungsteilerwiderstandes sowie ein Punkt der Verbindungsleitung zwischen
den beiden Erregerwicklungen über einen weiteren Spannungsteilerwiderstand, an den
die Erregerspannungsquelle angeschlossen ist, miteinander verbunden sind. Die Erfindung,
vor allem nach der ersten Alternative, ist z. B. anwendbar für die Steuerung des
Antriebs von Raupenfahrzeugen bei Baggern, Absetzern od. dgl., insbesondere wenn
das Gerät dadurch gelenkt werden soll, daß die Raupen mit verschiedenen Geschwindigkeiten
angetrieben werden. Die Erfindung ist aber auch, vor allem nach der zweiten Alternative,
anwendbar, wenn z. B. bei einem mehrteiligen Absetzgerät zwischen zwei hintereinander
angeordneten Fahrwerken, die nicht mechanisch miteinander verbunden sind, ein praktisch
unveränderlicher Abstand aufrechterhalten werden soll. In diesem Fall wird zweckmäßig
der Schleifkontakt des ersten Spannungsteilerwiderstandes entsprechend dem gegenseitigen
Abstand der beiden Fahrwerke voneinander selbsttätig verstellt. Hierbei kann, wenn
die Fahrtrichtung der Fahrwerke und demgemäß die Drehrichtung der Motoren mittels
je eines Umschalters umgeschaltet wird, die Verbindung zwischen den beiden Erregerwicklungen
und dem ersten Spannungsteilerwiderstand vertauscht und die Stromrichtung in dem
zweiten Spannungsteilerwiderstand umgekehrt werden.
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Bekannt sind Gleichlaufregeleinrichtungen für den besonderen Zweck,
das Schleudern von einzelnen elektrisch angetriebenen Rädern von Schienenfahrzeugen
unschädlich zu machen. Wenn hierbei der Gleichlauf der betreffenden Motoren dadurch
gestört wird, daß ein Triebradsatz auf den Schienen rutscht, wird durch die Regeleinrichtung
der Motor des schleudernden Antriebssatzes abgeschaltet oder auf eine andere Geschwindigkeitsstufe
umgeschaltet. Diesen bekannten Regeleinrichtungen liegt also eine grundsätzlich
andere Aufgabenstellung zugrunde als den Schaltungsanordnungen nach der Erfindung.
Außerdem sind bei den bekannten Regeleinrichtungen nicht wie beim Erfindungsgegenstand
die Erregerwicklungen zweier Leonardgeneratoren sowie ein Spannungsteilerwiderstand
im Kreis hintereinandergeschaltet, sondern es sind mehrere Motoren in Reihe geschaltet,
und der Verbindungspunkt zwischen zwei Motoren ist z. B. über ein Relais mit einem
einstellbaren Anzapfungspunkt eines an der Gesamtspannung der Motoren liegenden
Spannungsteilers verbunden. Dieses Schaltungsprinzip wäre wegen seiner Unwirtschaftlichkeit
für die Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben nicht geeignet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen
erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 ein Schaltbild für das erste Ausführungsbeispiel,
Fig.2 eine schematische Darstellung eines unterteilten Absetzgerätes, Fig. 3 eine
Einzelheit an diesem Gerät und die Fig. 4 und 5 Schaltbilder für ein weiteres Ausführungsbeispiel
von Regelschaltern, das bei dem Gerät nach Fig. 2 angewendet werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird jeder der beiden Gleichstrommotoren
114 und 115 als Teil eines Leonardaggregates von einem besonderen Gleichstromgenerator
116, 17 gespeist, von denen jeder durch einen Drehstrommotor 18, 19 angetrieben
wird. Die Erregerwicklungen 20, 21 der beiden Generatoren 116, 17 sind in Reihe
hintereinandergeschaltet und beide zusammen parallel zu einem Regelwiderstand 22.
Die Gleichspannung zur Erzeugung der Erregung wird einem Gleichstromnetz 23 entnommen,
das beispielsweise von einer Maschine erzeugt werden kann, die von einem der beiden
Drehstrornmotoren
18, 19 angetrieben ist. Von dem Gleichstromnetz
23 können auch die Erregerwicklungen 24 der beiden Motoren 114, 115 gespeist werden.
Zur Regelung der Gleichstromspannung des Netzes 23 dient ein Regel-,viderstand 25.
Der Schleifkontakt 26 ist durch eine Leitung 27 mit einem Abzweigpunkt 28 der Verbindungsleitung
zwischen den beiden Erregerwicklungen 20, 21 verbunden. Der Schleifkontakt26 unterteilt
den Regelwiderstand 22 in zwei Teilwiderstände 22a, 22 b,
deren Widerstandswerte
jeweils in dem durch die Stellung des Schleifkontaktes 26 bestimmten Verhältnis
zueinander stehen. Durch die Verschiebung des Schleifkontaktes 26 nach links kann
das Verhältnis der durch die beiden Erregerwicklungen20, 21 fließenden Ströme und
damit das Verhältnis der Drehzahlen der Motoren 114, 115 geregelt werden. Auf diese
Weise kann ein Gerät, dessen Lenkraupen von den Motoren 114, 115 angetrieben werden,
gelenkt werden. An die Stelle der Motoren 114, 115 können Gruppen von Motoren treten,
die parallel zueinander oder hintereinandergeschaltet sind. Mittels des Regelwiderstandes
25 kann die Fahrgeschwindigkeit des Gerätes bei unverändertem Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten
der beiden Motoren 114, 115 geregelt werden.
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Fig. 2 zeigt schematisch die beiden Teile 29, 30 eines unterteilten
Absetzgerätes, wobei beispielsweise der Teil 29 den Aufnehmer und der Teil 30 den
Abwurfförderer des Gerätes tragen kann. Die beiden Teile 29, 30, die beispielsweise
auf gemeinsamen Gleisen hintereinander fahren, sind nicht starr mechanisch miteinander
verbunden. Es ist vielmehr eine an dem Geräteteil 29 sitzende Stange 31 zwischen
zwei Führungen 32 des anderen Gerätes verschiebbar gelagert. Damit die beiden Geräteteile
29, 30 immer denselben Abstand voneinander beibehalten, muß ein Gleichlauf zwischen
den Antriebsmotoren der beiden Geräteteile erzielt werden. Dies geschieht dadurch,
daß dann, wenn sich infolge einer Störung des Gleichlaufs die Entfernunng zwischen
den beiden Geräteteilen ändert, die hierdurch entstehende Relativbewegung zwischen
der Stange 31 und den Führungen 32 eine Stellvorrichtung 33 betätigt, die in der
im nachstehenden beschriebenen Weise dann die beiden Geräte wieder in den richtigen
Abstand zueinander bringt und den Gleichlauf der Antriebsmotoren wiederherstellt.
Zu diesem Zweck kann das Ende der Stange 31 als Zahnstange 34 (Fig. 3) ausgebildet
sein, mit der ein Ritzel 35 an der Stellvorrichtung 33 kämmt. Durch eine Relativbewegung
zwischen der Zahnstange34 und den Führungen 32 wird das Ritzel 35 gedreht, wodurch
über zwischengeschaltete Zahnräder, z. B. 36 in Fig. 5, eine Gewindespindel 37 gedreht
wird. Durch die Drehung dieser Spindel wird eine auf dieser sitzende Mutter 38 bewegt
und zugleich ein mit der Mutter 38 verbundener Schleifkontakt 39 über einem Regelwiderstand
40 verschoben. Die beiden Enden 41, 42 dieses Regelwiderstandes sind, wie Fig. 4
zeigt, durch Leitungen 43, 44 mit den Enden zweier Erregerwicklungen 45, 46 verbunden,
die zu zwei Generatoren 47, 48 zweier Leonardaggregate gehören. Die beiden Generatoren
47, 48 speisen je eine Gruppe von Elektromotoren 49, 50, von denen die einen, 49,
den Geräteteil 29 antreiben, während die anderen Motoren 50 zum Antrieb des Geräteteiles
30 dienen. Die beiden Erregerwicklungen 45, 46 sind parallel zueinander geschaltet,
und zwar ist ihr gemeinsamer Knotenpunkt 51 durch eine Leitung 52 mit einem Schleifkontakt
53 eines Spannungsteilers 54 verbunden, der an ein Gleichstromnetz 55 gelegt ist.
Andererseits ist der Schleifkontakt 39 des Regelwiderstandes 40 durch eine Leitung
56 an den einen Leiter 57 des Gleichstromnetzes 55 angeschlossen.
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Der Schleifkontakt 39 unterteilt den Regelwiderstand 40 in zwei Teilwiderstände
40 a, 40 b. Durch Verschieben des Schleifkontaktes 39 in Richtung auf den
Punkt 42 hin wird der Widerstandswert des Teilwiderstandes 40a verkleinert, so daß
der durch die Erregerwicklung 45 fließende Stromanteil vergrößert wird, während
durch die Erregerwicklungen 46 wegen des größer werdenden Widerstandswertes des
Teilwiderstandes 40 b weniger Strom fließt. Infolgedessen vergrößert sich die Drehzahl
der Motoren 49 und verkleinert sich die Drehzahl der Motoren 50. Im umgekehrten
Verhältnis ändert sich das Drehzahlverhältnis der Motoren 49, 50, wenn der Schleifkontakt
39 des Regelwiderstandes 40 in Richtung auf den Kontaktpunkt 41 hin verschoben wird.
Dementsprechend ändern sich die Fahrgeschwindigkeiten der Teilgeräte 29 und 30.
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Die Anordnung ist nun so getroffen, daß dann, wenn durch Störung des
Gleichlaufs der Antriebsmotoren beider Geräteteile sich die Entfernung zwischen
diesen ändert, der Schleifkontakt 39 des Regelwiderstandes 40 mittels der Spindel
37 in der Weise verstellt wird, daß die hierdurch hervorgerufene Änderung des Verhältnisses
der Fahrgeschwindigkeiten der Geräteteile 29 und 30 die richtige Entfernung zu beiden
Teilen wiederherstellt.
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Zur Regelung der Fahrgeschwindigkeiten des Gerätes ohne Beeinflussung
des Verhältnisses der Geschwindigkeiten beider Geräteteile dient der Spannungsteiler
54. Durch Verschiebung seines Schleifkontaktes 53 in der einen oder anderen Richtung
kann die Spannung, an welche die Erregerwicklungen 45, 46 gelegt sind, vergrößert
oder verkleinert werden. Im Grenzfall kann die Spannung zu Null werden, so daß die
Antriebsmotoren stillgesetzt werden.
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Fig. 5 zeigt eine besondere Ausbildung des Spannungsteilers 54, die
es ermöglicht, daß das Fahrzeug seine Fahrtrichtung umkehrt. Der Spannungsteiler
besteht hierbei aus zwei parallel zueinander liegenden Widerständen 58, 59, die
im Punkt 60 vereinigt sind. Der Punkt 60 ist durch eine Leitung 61 mit dem Schleifkontakt
39 des Regelwiderstandes 40 verbunden. Der Schleifkontakt des Spannungsteilers,
der in Fig. 4 mit 53 bezeichnet ist, wird bei der Schaltung nach Fig. 5 durch einen
stromleitenden Hebel 62 gebildet, dessen Schwenkpunkt 63 durch eine Leitung 64 mit
einem Knotenpunkt 65 verbunden ist, der dem Punkt 51 in Fig. 4 entspricht und an
den die beiden Erregerwicklungen 45, 46 angeschlossen sind. Mit dem Hebel 62 des
Teilwiderstandes sind zwei Schaltglieder 66, 67 eines Umschalters mechanisch in
der Weise gekuppelt, daß dann, wenn der Hebel 62 den rechten Widerstand 58
des Spannungsteilers bestreicht, die Schaltglieder 66, 67 zwei Kontaktpaare 68,
69 und 70, 71 überbrücken. Wird jedoch der Schalthebel nach links über den Punkt
60 hinaus geschwenkt, so daß er den linken Widerstand 59 des Spannungsteilers bestreicht,
werden selbsttätig die Schaltglieder 66, 67 nach links bewegt, so daß sie Kontaktpaare
72, 73 und 74, 75 überbrücken. Ferner sind mit den Schaltgliedern 66, 67 Schleppkontakte
76, 77 verbunden, die in der dargestellten Lage Kontaktpaare 78, 79 bzw. 80, 81
überbrücken, die aber bei der Umschaltung der Schaltglieder 66, 67 Kontaktpaare
82, 83 bzw. 84, 85 überbrücken.
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Es sei angenommen, daß sich das Gerät in Richtung des Pfeiles 86 in
Fig. 2 bewegt und die beweglichen Teile der Regelschaltung die in Fig. 5 dargestellte
Lage
einnehmen. Der Erregerstrom fließt dann von der Leitung 87 des Gleichstromnetzes
55 über die Kontakte 68, 69 zu dem Anschlußpunkt 88 des Widerstandes 58 des Spannungsteilers.
Da der Punkt 88 durch einen Leiter 89 mit dem Anschlußpunkt 90 des anderen Widerstandes
59 des Spannungsteilers verbunden ist, fließt ein Teil des Stromes, der sogenannte
Grundstrom, durch den Widerstand 59, den Kontakt 60, eine Leitung 91, die Kontakte
71, 70 zu der Leitung 92 des Gleichstromnetzes 55. Ein Zweigstrom fließt von dem
Punkt 88 durch den Widerstand 58 des Spannungsteilers, wobei ein Teil dieses Stromes
über den Punkt 60 abfließt, während der andere Teil durch den Hebel 62 und die Leitung
64 zu den Erregerwicklungen 45, 46 fließt. Der von der Erregerwicklung 45 kommende
Strom wird durch eine Leitung 93 über die Kontakte 79, 78 zu dem Punkt 41 des Regelwiderstandes
40 geleitet, während der Strom der Erregerwicklung 46 über eine Leitung 94 und die
Kontakte 81, 80 zu dem Punkt 42 des Regelwiderstandes fließt.
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Wird der Hebel 62 in Richtung auf den Kontakt 88 hin geschwenkt, so
verkleinert sich der zwischen diesem Kontakt und dem Hebel 62 liegende Teil
des Widerstandes 58 und damit auch der durch diesen Teilwiderstand erzeugte Spannungsabfall.
Infolgedessen vergrößert sich der Strom, der durch die beiden Erregerwicklungen
45, 46 fließt, wobei, solange der Schleifkontakt 39 des Regelwiderstandes 40 nicht
verschoben wird, das Verhältnis der durch die beiden Wicklungen 45, 46 fließenden
Ströme unverändert bleibt. Wird der Hebel 62 in Richtung auf den Punkt 60 hin geschwenkt,
so verringert sich sinngemäß die Stärke des durch die Erregerwicklungenn 45, 46
fließenden Stromes und damit die Fahrgeschwindigkeit des Gerätes. Gelangt der Hebel
62 in den Punkt 60, so fließt überhaupt kein Erregerstrom mehr, der Antrieb der
Geräteteile 29 und 30 ist also stillgesetzt.
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Wird der Hebel 62 über den Punkt 60 hinaus geschwenkt, so daß er den
linken Widerstand 59 bestreicht, so werden die Schaltglieder 66, 67 umgeschaltet
und mit ihnen die Schleppkontakte 76, 77. Der Strom fließt aus der Leitung 87 des
Gleichstromnetzes 55 über die Kontakte 74, 75 und die Leitungen 91 einerseits über
die Leitung 61, den Schleifkontakt 39 und die beiden Teilwiderstände des Regelwiderstandes
40 zu den beiden Erregerwicklungen 45, 46, andererseits fließt von dem Punkt 60
der Grundstrom durch den rechten Widerstand 58 des Spannungsteilers, den Punkt 88,
die Kontakte 73, 72 zu der Leitung 92 des Stromnetzes. Ein anderer Teil des Stromes
fließt über den linken Widerstand 59 des Spannungsteilers, den Kontaktpunkt 90,
die Leitung 89 ab. Von dem Punkt 65 wird der Erregerstrom durch die Leitung 64 zu
dem Drehpunkt 63 des Hebels 62 und dann durch den zwischen dem Hebel 62 und dem
Kontaktpunkt 90 liegenden Teil des Widerstandes 59 über die Leitung 89 und die Kontakte
73, 72 zu der Leitung 92 des Gleichstromnetzes abgeleitet. Je weiter der Hebel 62
nach dem Kontaktpunkt 90 hin geschwenkt wird, desto geringer wird der Spannungsabfall
zwischen ihm und dem Punkt 90, so daß hierdurch die Stromaufnahme der Erregerwicklungen
45, 46 und damit die Fahrgeschwindigkeit des Gerätes vergrößert wird, deren Richtung
nunmehr durch Pfeil 100 in Fig. 2 bestimmt ist, da sich die Richtung, in der die
Generatorwicklungen 45, 46 von Strom durchilossen werden, umgekehrt hat.
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Durch die erwähnte Umschaltung der Schlepp-77 ist bewirkt worden,
daß die Erregerwicklung 45 statt an den Punkt 41 des Regelwider-Standes 40 an den
Punkt 42 angeschlossen ist und daß die Erregerwicklung 46 mit dem Punkt 41 statt
wie bisher mit dem Punkt 42 des Regelwiderstandes verbunden ist. Dies ist aus folgendem
Grund notwendig Wenn bei der Fahrtrichtung des Pfeiles 86 der Geräteteil
29 eine größere Geschwindigkeit hat als der Geräteteil 30, beide Geräteteile
sich also nähern, findet durch die Relativbewegung zwischen der Stange 31 und den
Führungen 32 eine solche Verschiebung des Schleifkontaktes 39 des Regelwiderstandes
40 statt, daß die Fahrgeschwindigkeit des Geräteteiles 29 verkleinert wird. Wenn
nun aber die Fahrtrichtung des Gerätes entsprechend dem Pfeil 100 umgekehrt
wird, so würden, wenn der Geräteteil 29 eine größere Fahrgeschwindigkeit hat als
der Geräteteil 30, beide Geräteteile sich voneinander entfernen. Der Schleifkontakt
39 würde sich daher in der entgegengesetzten Richtung wie vorher bewegen. Es muß
aber ebenso wie im vorhergehenden Falle die Geschwindigkeit des Geräteteiles 29
verringert werden, damit der richtige Abstand zwischen den beiden Geräteteilen wieder
hergestellt wird. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß bei Fahrtrichtungsumkehr
eine Verschiebung des Schleifkontaktes 39 die entgegengesetzte Wirkung hat wie vorher
eine Verschiebung in dem gleichen Sinne. Dies geschieht mittels der Schleppkontakte
76, 77.