DE112447C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung kennzeichnet sich als besondere AusfUhrungsform der an sich bekannten Schaltungsweise, nach der ein Elektromotor aus zwei verschieden grofsen Accumulatoren gespeist wird, von denen der kleinere die Schenkelwickelung, der gröfsere die Ankerwickelung mit Strom versieht, und besteht darin, dafs in den Stromkreis des letzteren der kleine Accumulator derartig eingeschaltet ist, dafs er von dem Hauptstrom beständig geladen wird, während er gleichzeitig dadurch entladen wird, dafs er seinen Strom in die Schenkelwickelung sendet.

Die Einrichtung ist ferner derartig getroffen, dafs der Motor als Dynamo arbeitet, wenn der Wagen bergab fährt oder infolge irgend einer anderen Ursache die normale Geschwindigkeit überschreitet. Hierdurch wird erreicht, dafs der Motor einerseits als Bremse wirkt, andererseits einen Strom erzeugt, welcher dazu benutzt wird, den grofsen Accumulator wieder zu laden. Dem Strome des grofsen Accumulators stehen demnach zwei Wege zur Verfügung, so dafs also, wenn der kleine Accumulator vollständig entladen ist, oder die Leitung irgendwie unterbrochen ist, der Hauptstrom direct durch die Schenkelwickelung fliefst, der Motor mithin als Hauptschlufsmotor arbeitet.

Aufserdem kann der kleine Accumulator vollständig aus dem Stromkreise des grofsen ausgeschaltet werden und die Schenkelwickelung selbstständig speisen. Der Motor kann demnach nach Bedarf auf dreierlei Art und Weise arbeiten, und zwar als Hauptstrom-, als Nebenschlufsmoter und auch als getrennt erregter Motor.

In den beiliegenden Zeichnungen ist eine derartige Einrichtung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt in schematischer Anordnung die Schaltung der einzelnen Theile, während

Fig. 2 bis 4 den hierbei benutzten Umschalter veranschaulichen.

In Fig. 5 ist schematisch dargestellt, aufweiche Weise das abwechselnde Aus- und Einschalten der beiden Accumulatoren erfolgt.

Eine abgeänderte Ausführungsform dieser Schaltung ist in den Fig. 6 bis 8, und zwar in drei verschiedenen Schaltungsskizzen angedeutet, und die

Fig. 9 zeigt die Anordnung der einzelnen Contacte bezw. die Verbindung derselben mit den Accumulatoren für die Schaltungen nach Fig. 6 bis 8.

In Fig. ι ist A der Motor, A¹ die Schenkelwickelung, C der. grofse Accumulator, welcher durch die Zuleitung B mit der Ankerwickelung verbunden ist. Die Verbindung mit dem anderen Pole stellt der Zuleitungsdraht B¹ her, welcher auch zum Anschlufs der Zweigleitung dient, in welche der kleine Accumulator D mit der Schenkelwickelung eingeschaltet ist. Der grofse Accumulator wird zweckmäfsig in zwei Theile getheilt, welche zum Zweck der besseren Regelungsfähigkeit abwechselnd neben oder hinter einander geschaltet werden können, welche Anordnung an und für sich bekannt und nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist.

Der Strom des grofsen Accumulators durchfliefst, wie aus der Zeichnung ersichtlich, den kleinen Accumulator in einer der elektromotorischen Kraft des letzteren entgegen-

gesetzten Richtung. Der kleine Accumulator ' selbst speist direct die Schenkelwickelung. Derselbe besteht aus zwei Zellen und hat demnach eine Spannung von ungefähr 4 Volt. Je gröfser die zum Ingangsetzen des Motors erforderliche Stromstärke ist, um so höher steigt die Spannung des kleinen Accumulators, da der ganze durch die Ankerwickelung fliefsende Strom den kleinen Accumulator als Ladestrom durchläuft. Die Zellen des letzteren brauchen nicht sehr grofs zu sein, müssen aber für grofse Ladestromstärke geeignet sein und bedeutende Stromschwankungen aushalten können.

Durch die beschriebene Anordnung soll erreicht werden, dafs der kleine Accumulator beständig mit hochgespanntem Strom geladen wird und infolgedessen selbstthätig überflüssigen Strom aus der Ankerwickelung aufnimmt.

Das Zusammenwirken der beiden Accumulatoren gestaltet sich folgendermafsen:

Wenn beim Anfahren der Stromkreis geschlossen wird, so durchfliefst der ganze Strom des grofsen Accumulators den kleinen Accumulator und verursacht dort eine plötzliche Gasentwickelung, wodurch auf kurze Zeit diesem Strome ein gewisses Hindernifs entgegengesetzt wird. Auf diese Weise soll vermieden werden, dafs der Gesammtstrom in seiner vollen Stärke auf einmal durch die Ankerwickelung fliefst. Nach kurzer Zeit erreicht indessen derselbe seine volle Spannung und die Geschwindigkeit des Wagens steigt schnell bis zu ihrem Normalwerth. Letzterer ist natürlich abhängig von der elektromotorischen Kraft des grofsen Accumulators. Wenn anfangs beide Theile des grofsen Accumulators C neben einander geschaltet sind, ist bei einer Batterie von insgesammt 40 Zellen die verfügbare Spannung ungefähr 40 Volt. Soll die Geschwindigkeit höher getrieben werden, so werden die beiden Theile hinter einander geschaltet, wodurch die Spannung auf ungefähr 80 Volt steigt.

Wenn, wie schon erwähnt, bei über den Normalwerth steigender Geschwindigkeit der Motor als Dynamo arbeitet, entsteht ein entgegengesetzt gerichteter Strom, welcher den des kleinen Accumulators verstärkt und theilweise durch die Schenkelwickelung, theilweise als Ladestrom durch den grofsen Accumulator geht. Da indessen dieser Zustand immer nur' von kurzer Dauer ist, so wird es nie eintreten können, dafs der kleine Accumulator vollständig entladen wird. Auf die Schenkelwickelung hat der von dem Motor als Dynamo erzeugte Gegenstrom keinen Einflufs, da die Stromrichtung in dieser dieselbe bleibt. Der kleine Accumulator wirkt somit gleichsam als Buffer für den vom Motor ausgehenden Gegenstrom.

Zur Ausführung der verschiedenen Schaltungen wird ein Umschalter benutzt, dessen Bau aus den Fig. 2 bis 5 zu ersehen ist. Derselbe hat die Aufgabe,

1. den Stromkreis vollständig zu unterbrechen und

2. den Strom in der Schenkelwickelung umzukehren, wenn rückwärts gefahren werden soll.

Aufserdem lassen sich mittels desselben auch die beiden Theile des grofsen Accumulators abwechselnd neben und hinter einander schalten.

Der Umschalter besteht aus einem Gehäuse F aus isolirender Masse, an dessen Innenseite die Contacte G angebracht sind. Die äufsere Form dieses Gehäuses ist ein Kreisausschnitt, in dessen Mittelpunkt der eigentliche Schalthebel H in dem Gelenk h drehbar angebracht ist. Die erwähnten Contacte G sind auf vier concentrischen Kreisen angebracht und bilden vier radial vom Mittelpunkt ausgehende Gruppen. Der Hebel trägt die seitlichen Contactbügel Zt¹Ji¹, von denen jeder beiderseits je zwei der erwähnten Contacte mit einander verbindet. Der Schlitz J, aus welchem der Obertheil des drehbaren Hebels H aus dem Gehäuse herausragt, ist mit seitlichen Einschnitten j versehen, in welche eine federnde Klinke Zi² einfällt und diesen dadurch in der gewünschten Stellung festhält. Es sind sechs Stellungen für den Umschalter vorgesehen, und zwar vier für den Vorwärtsgang, eine für den Rückwärtsgang und eine für den Stillstand. Die letztere ist in. Fig. 4 durch eine strichpunktirte Linie angedeutet.

Fig. 5 zeigt, wie diese einzelnen Contacte mit einander in Verbindung stehen. Die zu beiden Seiten des Schalthebels an den Innenwänden des Gehäuses angebrachten Contacte sind hier der Deutlichkeit halber neben einander dargestellt. Die vollausgezogenen Linien bedeuten eine leitende Verbindung mit den durch schwarze Kreise angedeuteten Contacten. Letztere sind mit Bezugszeichen versehen, welche mit den Polbezeichnungen der einzelnen Accumulatoren übereinstimmen, so dafs also hieraus direct zu ersehen ist, wie die einzelnen Polklemmen mit einander verbunden sind. Die Pole des kleinen Accumulators tragen die Bezeichnungen D -f- und D —, während die Pole der beiden Theile des grofsen Accumulators mit C -f-, C¹ — und C¹ -f- und C — bezeichnet sind. Die strichpunktirten Linien zeigen wieder die Nullstellnng des Hebels an. Die beiden oberen Reihen der Contacte vermitteln die Schaltung des grofsen Accumulators bezw. seiner beiden Theile, während die beiden unteren Reihen mit dem kleinen Accumulator bezw. der Schenkelwickelung in Verbindung stehen. Die durch Zickzacklinien angedeuteten Widerstände L L¹ dienen in bekannter Weise dazu, die Erregung der Feldmagnete zu schwächen, um eine gröfsere Geschwindigkeit zu erzielen.

Wenn der Hebel aus der Nullstellung nach rechts auf die erste Gruppe der zum Vorwärtsfahren bestimmten Contacte geschoben wird," so sind auf der in der Zeichnung links befindlichen Hälfte die durch C — und C¹ — bezeichneten Contacte mit einander verbunden, desgleichen die mit A¹ und D — bezeichneten. Auf der rechten Hälfte sind mit einander verbunden C -)- und C¹-]-, sowie D+ und A¹. Letzterer Buchstabe bedeutet die Klemme der Schenkelwickelung. Auf diese Weise sind die beiden Theile des grofsen Accumulators neben einander geschaltet, während die Feldmagnete von dem kleinen Accumulator gespeist werden.

Wenn der Hebel auf die nächste Gruppe weitergeschoben wird, so ändert sich nur die Schaltung des grofsen Accumulators; links und rechts stehen jetzt C¹ -f· und C¹ — mit einander in Verbindung, so dafs also die beiden Theile des grofsen Accumulators hinter einander geschaltet sind.

Durch weitere Verschiebung des Hebels wird an der Schaltung an sich nichts mehr geändert, sondern es werden nur in die Schenkelwickelung nach und nach die Widerstände L und L¹ eingeschaltet. Hierdurch wird, wie schon oben erwähnt, die Erregung der Magnete verringert, so dafs der Motor schneller läuft. Dies ist insofern von Vortheil, als auf langen geraden Strecken oder bei schwacher Besetzung der Wagen weniger Kraft erforderlich ist als beim Anfahren, und die Geschwindigkeit deshalb ohne Vergrößerung der Kraft gesteigert werden kann. Wird der Hebel ganz nach links gelegt, so ist die Schaltung des grofsen Accumulators dieselbe wie in der ersten Stufe der Vorwärtsstellung, während die Stromrichtung in der Schenkelwickelung umgekehrt ist, so dafs also nun der Umlauf des Motors nach der anderen Richtung erfolgt.

Die fünf möglichen Schaltungen sind demnach folgende:

1. Die beiden Theile des grofsen Accumulators sind neben einander geschaltet und ein Strom von ungefähr 40 Volt Spannung durchfliefst die Ankerwickelung; gleichzeitig ist die Schenkelwickelung vollständig erregt.

2. Die beiden Theile des grofsen Accumulators sind hinter einander geschaltet, wodurch ein Strom von 80 Volt Spannung den Anker durchfliefst und die Geschwindigkeit des Motors annähernd verdoppelt wird. Die Erregung der "Feldmagnete bleibt dieselbe.

3. An der Schaltung nach 2. ist weiter nichts geändert, als dafs die Erregung der Feldmagnete durch Einschaltung des Widerstandes L vermindert ist.

4. Die Schaltung des grofsen Accumulators ist dieselbe geblieben wie bei 2. und 3., während in die Schenkelwickelung noch ein zweiter Widerstand L¹ eingeschaltet ist.

5. Rückwärtsfahrt: Die Schaltung des grofsen Accumulators ist dieselbe geblieben, während der Strom in der Schenkelwickelung umgekehrt ist.

In den Fig. 6 bis 8 ist eine etwas veränderte Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Schaltung schematisch dargestellt. C² bezeichnet den grofsen, D¹ den kleinen, zur Erregung der Magnete dienenden Accumulator. Eine Theilung des grofsen Accumulators ist hierbei nicht vorgenommen. Die Aenderung besteht darin, dafs der kleinere auch so eingeschaltet sein kann, dafs er zur Unterstützung des Hauptstromes dient. In der Schaltung nach Fig. 6 durchfliefst der vom positiven Pol des grofsen Accumulators C² ausgehende Strom den Anker und gelangt durch M¹ nach dem positiven Pole des kleinen Accumulators. Letzterer ist durch N und N¹ in die Wickelung der Magnete eingeschaltet, während der Verbindungsdraht O seinen negativen Pol mit dem gleichnamigen Pole des grofsen Accumulators verbindet. Der Strom des letzteren durchfliefst also den kleinen Accumulator wieder entgegengesetzt gerichtet zur elektromotorischen Kraft desselben, so dafs der durch die Ankerwickelung fliefsende Strom kleiner ist als der vom grofsen Accumulator erzeugte. Der vom kleinen Accumulator ausgehende Strom durchfliefst ungeschwächt die Schenkelwickelung A¹.

In der Schaltung nach Fig. 7 sind beide Accumulatoren vollständig von einander unab^ hängig. Der grofse ist in die Wickelung des Ankers eingeschaltet, während der kleine unabhängig davon die Magnete erregt. In diesem Zustande durchfliefst der Strom des grofsen Accumulators in seiner vollen Stärke den Anker, so dafs hierbei eine gröfsere Geschwindigkeit möglich ist.

In der Anordnung nach Fig. 8 endlich sind beide Accumulatoren hinter einander geschaltet, so dafs die Ankerwickelung die Summe der von beiden erzeugten Spannungen empfängt. Die Schenkelwickelung liegt in einer Zweigleitung des kleinen Accumulators und wird also von letzterem allein erregt.

Auch diese Schaltungen können ebenso wie die zuerst beschriebenen mit einem einzigen Umschalter vorgenommen werden. Eine Ausführungsform eines derartigen Umschalters bezw. die Anordnung der hierzu nöthigen Contacte zeigt Fig. 9. Es ist angenommen, dafs der Umschalter selbst an einer Seite fünf Schleifbügel trägt, welche auf den Contactreihen ab . . .j schleifen und je zwei von diesen mit einander verbinden, und zwar α mit b, c mit d u. s. w. Die Zeichnung läfst schematisch erkennen, wie diese Contacte mit den Accumulatoren und dem Motor in Verbindung stehen. Es sind im Ganzen sieben Stellungen für den Umschalter angedeutet. Die Stellungen ι, 2 und 3 ermöglichen die Schaltungen nach

den Fig. 6, 7 und 8; die 4., 5. und 6. Stellung des Umschalters unterscheidet sich von der letzteren nur durch die Einschaltung der Widerstände P P¹ und P². Die Stellung ο bedeutet vollkommene Ausschaltung, während in Stellung 7 der Strom in der Schenkelwickelung umgekehrt ist (Rückwärtsgang).

Die in den einzelnen Stellungen erzielten Schaltungen sind aus Fig. 9 ohne Weiteres ersichtlich. Der gröfseren Deutlichkeit halber sind in der nachfolgenden Tabelle den einzelnen Contacten ab c ... j die gleichwerthigen Verbindungs- bezw. Zuleitungsdrähte nach den Fig. 6 bis 8 gegenübergestellt.

Stellung 1 (Fig. 6), kleiner Accumulator entgegengesetzt zum grofsen. ab = N Cd=N¹ ef=M^x gh= O ij = M.

Stellung 2 (Fig. 7), beide Accumulatoren Von einander unabhängig. ab = N Cd=N¹ ef=M¹ g h unterbrochen ij = M.

Stellung 3 (Fig. 8), beide Accumulatoren hinter einander geschaltet.

ab = N Cd=N¹ ef=M^x gh= O¹ ij = M.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Schaltungsweise für den Betrieb von Accumulatorenwagen mittels zweier Accumulatoren, von denen der :gröfsere die-Ankerwickelung mit Strom versieht, während der kleinere zur Erregung der Feldmagnete dient und gleichzeitig mit der Wickelung derselben als Zweigleitung in den Stromkreis des grofsen Accumulators eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dafs der Strom des letzteren den kleinen Accumulator entgegengesetzt zur Richtung der elektromotorischen Kraft desselben durchfliefst und als Ladestrom für den kleinen Accumulator dient, wobei, wenn die Normalgeschwindigkeit überschritten ist, der vom Motor als Dynamo erzeugte Strom mit demjenigen des kleinen Accumulators gleichgerichtet ist, ihn verstärkt und somit zur Aufladung des grofsen Accumulators dient, während die Richtung des Stromes in der Schenkelwickelung unverändert bleibt.

   Eine Ausführungsform der im Anspruch 1. gekennzeichneten Schaltungsweise, bei welcher die Polklemmen der beiden Accumulatoren mit fünf Paaren von Contactschienen eines Umschalters derart verbunden sind, dafs der zur Erregung der Feldmagnete dienende kleine Accumulator abwechselnd entgegengesetzt gerichtet oder in Reihenschaltung mit dem grofsen Accumulator verbunden, oder endlich vollständig von diesem getrennt werden kann, wodurch der Motor entweder als Hauptstrommotor oder als Nebenschlussmotor oder als besonders erregter Motor arbeitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.