DE145387C

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Publication number: DE145387C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Fahrzeuges bezw. an seinem Untergestell ein Stromerzeuger angebracht wird, welcher keinen Kollektor besitzt, während alle einer besonderen Wartung bedürfenden oder dem Verschleiß unterworfenen Teile in dem Innern des Fahrzeuges oder an einem sonst leicht zugänglichen Platz untergebracht werden. AufThe present invention is characterized in that on the outside of the vehicle respectively a power generator is attached to its underframe, which has no collector, while all a special one Parts that require maintenance or are subject to wear in the interior of the vehicle or on an otherwise easy part accessible space. on

ίο diese Weise wird die Betriebsunsicherheit vermieden, welche bei allen bisher bekannten ähnlichen Anordnungen in dem Umstände zu erblicken ist, daß der mit dem Stromerzeuger verbundene Kollektor während des Betriebes jeder Beaufsichtigung und Wartung entzogen und überdies auf einen Platz verwiesen ist, an welchem er mehr als irgendwo anders der Gefahr einer Beschädigung oder einer Unterbrechung seiner Verbindung mit den Stromabnehmern ausgesetzt ist.ίο this way the operational uncertainty is avoided, which in all previously known similar arrangements in the circumstances you can see that the collector connected to the generator is in operation is deprived of any supervision and maintenance and is also referred to a place, at which he is more at risk of damage or disruption than anywhere else is exposed to its connection with the pantographs.

Zur Ausführung der Erfindung können mannigfaltige Einrichtungen dienen. Eine einfache und zweckmäßige Ausführungsform ist in Fig. ι dargestellt. Am Untergestell des Wagens befindet sich ein Stromerzeuger S für ein- oder mehrphasigen Wechselstrom, der auf irgend eine Weise von einer bei der Bewegung des Fahrzeuges sich drehenden Achse angetrieben wird. Dieser Stromerzeuger besitzt keinen Stromwender, die Erregung seines Magnetfeldes findet vielmehr von einer Batterie B aus statt, oder es wird wenigstens von dieser Batterie aus die Erregung so lange aufrecht erhalten, bis eine andere Stromquelle für Gleichstrom hierzu benutzt werden kann. Der vom Stromerzeuger 5 gelieferte ein- oder mehrphasige Wechselstrom wird einem im Innern des Wagens oder an einem sonst leicht zugänglichen Orte aufgestellten kreisenden Umformer U zugeführt, welcher ihn in Gleichstrom von geeigneter Spannung umwandelt. Der so gewonnene Gleichstrom kann nunmehr zur elektrischen Beleuchtung und zu anderen Zwecken unmittelbar oder in Verbindung mit Stromsammlern benutzt werden. Er kann aber auch ausschließlich zur Ladung von Stromsammlern dienen, während die Stromlieferung für die Nutzleistung lediglich von letzteren übernommen wird. Auch kann die weitere Erregung des Magnetfeldes des Stromerzeugers S von dem sekundären Teil des Umformers U aus allein oder in Verbindung mit einer Batterie erfolgen.A variety of devices can be used to carry out the invention. A simple and useful embodiment is shown in Fig. Ι. On the undercarriage of the car there is a power generator S for single or multi-phase alternating current, which is driven in some way by an axle that rotates when the vehicle is in motion. This power generator has no commutator, the excitation of its magnetic field takes place from a battery B , or at least the excitation is maintained from this battery until another power source for direct current can be used for this purpose. The single or multi-phase alternating current supplied by the power generator 5 is fed to a circular converter U set up inside the car or in an otherwise easily accessible location, which converts it into direct current of a suitable voltage. The direct current obtained in this way can now be used for electrical lighting and other purposes directly or in connection with current collectors. However, it can also only be used to charge electricity collectors, while the electricity supply for the useful output is only taken over by the latter. The further excitation of the magnetic field of the power generator S can also take place from the secondary part of the converter U alone or in conjunction with a battery.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Einrichtung so getroffen werden, daß als Stromerzeuger S eine Gleichstrommaschine ohne Stromwender, also etwa eine sogen. Unipolarmaschine, verwendet wird, die mit Eigenerregung oder Fremderregung ihres Magnetfelde? oder mit beiden Arten der Erregung arbeiten kann, und bei welcher unter Umständen ebenfalls ein Umformer U in Tätigkeit treten kann, um den von ihr gelieferten Strom in solchen der gewünschten Betriebsspannung zu verwandeln.In another embodiment, the device can be made so that the generator S is a DC machine without a commutator, so about a so-called. Unipolar machine, which is used with self-excitation or external excitation of its magnetic field? or can work with both types of excitation, and in which, under certain circumstances, a converter U can also come into action to convert the current it supplies into that of the desired operating voltage.

Wenn auch durch die Benutzung eines Umformers die Einrichtung einen höheren Aufwand von Anlagekosten bedingt, so werden doch diese Mehrkosten gegenüber der damit erreichten höheren Betriebssicherheit gerade dann nicht in Betracht kommen, wo es sichEven if the use of a converter means more effort is needed to set it up Due to investment costs, these additional costs are precisely compared to the higher operational reliability achieved with it then do not come into consideration where it is

um die Beleuchtung von Eisenbahnzügen handelt.is about the lighting of railroad trains.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden im allgemeinen am Stromerzeuger £ Schleifringe erforderlich sein. Man kann aber auch diese vermeiden, indem man in bekannter Weise die mit Wickelungen versehenen Teile ruhen läßt und an ihrer Statt Eisenmassen bewegt, welche den Verlauf derIn the embodiments described are generally £ Slip rings may be required. But you can also avoid this by using known way, the parts provided with windings can rest and take their place Moving iron masses, which the course of the

ίο magnetischen Kraftlinien beeinflussen.ίο affect magnetic lines of force.

Wie der Stromerzeuger und der Umformer beschaffen ist, ist für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unerheblich, und ebenso belanglos ist es, auf welche Weise der Stromerzeuger S seinen Antrieb erhält. Im Interesse der Betriebssicherheit wird es liegen, Antriebe durch Riemen zu vermeiden. Sehr einfach gestalten sich die Verhältnisse, wenn man den umlaufenden Teil des Stromerzeugers S auf einer Laufachse des Fahrzeuges selbst anbringt. Für diesen Zweck kann man eine besondere Laufachse, die an dem Tragen des Fahrzeuges nicht beteiligt zu sein braucht, anordnen.The nature of the power generator and the converter is irrelevant to the subject matter of the present invention, and it is just as unimportant how the power generator S receives its drive. In the interests of operational safety, it will be important to avoid belt drives. The situation is very simple if the rotating part of the power generator S is attached to a running axle of the vehicle itself. For this purpose, you can arrange a special running axis that does not have to be involved in carrying the vehicle.

Wenn der den Gleichstrom erzeugende Teil der Einrichtung seine Drehrichtung mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges wechselt, so ist die Anwendung eines Polwenders, sei es für den Hauptstrom, sei es für die Erregerwicklung, notwendig. Es kann aber auch die Einrichtung so getroffen werden, daß ein Wechsel der Drehrichtung nicht stattfindet, und zwar entweder durch Benutzung von Wendegetrieben zwischen Antriebsachse und Stromerzeuger S oder zwischen dem primären und sekundären Teil des Umformers U, oder aber auch dadurch, daß zwischen dem Stromerzeuger S und dem Umformer U ein Schalter angebracht wird, welcher bewirkt, daß der motorische Teil des Umformers U seine Drehrichtung beibehält, auch wenn der Stromerzeuger S seine Drehrichtung wechselt.If the part of the device generating the direct current changes its direction of rotation with the direction of movement of the vehicle, the use of a pole reverser is necessary, be it for the main current or for the excitation winding. However, the device can also be made so that a change in the direction of rotation does not take place, either by using reversing gears between the drive axle and power generator S or between the primary and secondary part of the converter U, or by the fact that between the power generator S and the converter U a switch is attached, which causes the motor part of the converter U to maintain its direction of rotation, even if the power generator S changes its direction of rotation.

Mit der größeren oder geringeren Geschwindigkeit des Fahrzeuges wird auch eine Änderung der Drehzahl des Stromerzeugers S verbunden sein, und daher würde sich auch die Spannung oder die Stromstärke des erzeugten Gleichstromes ändern, wenn nicht eine Regelungsvorrichtung vorgesehen wird.With the higher or lower speed of the vehicle, there is also a Change in the speed of the generator S would be connected, and therefore would also change change the voltage or the amperage of the generated direct current, if not a control device is provided.

Die hierfür bekannten Regelimgsmethoden lassen sich auf die vorliegende Einrichtung mannigfach anwenden, da sich die Regelung sowohl auf die Drehzahl und Art der.Leistung des Stromerzeugers S, als auch auf die Drehzahl des Umformers U, als schließlich auf die Spannung oder Stromstärke des sekundären Teiles des Umformers U erstrecken kann, und es kann unter Umständen zweckmäßig sein, von mehr als einer Regelungsmethode gleichzeitig Gebrauch zu machen. Besonders einfach läßt sich die Regelung dadurch gestalten, daß der als Motor dienende Teil des Umformers hierzu benutzt wird. Bekanntlich können Induktionsmotoren durch entsprechende Bemessung des Widerstandes und der Selbstinduktion ihres sekundären Teiles die Eigenschaft erlangen, ihre Umdrehungszahl unabhängig von der des Stromerzeugers nahezu gleichbleibend zu erhalten, indem das Magnetfeld mit wachsender Drehgeschwindigkeit durch die gleichzeitig wachsende Stärke der induzierten Ströme geschwächt wird. Alsdann werden besondere Regelungsvorrichtungen entbehrlich, so daß die Gesamtanordnung trotz des Umweges der elektrischen Arbeitsübertragung nicht verwickelter wird, als bei einem rein mechanischen Antrieb des Gleichstromerzeugers von der Wagenachse, und dabei den wesentlichen Vorteil bietet, daß die Regelung nicht durch empfindliche und durch Erschütterungen leicht beeinflußte Teile erfolgt.The regulation methods known for this can be applied to the present device in many ways, since the regulation affects both the speed and type of power of the power generator S, as well as the speed of the converter U, and finally on the voltage or amperage of the secondary part of the Converter U can extend, and it may be useful to make use of more than one control method at the same time. The regulation can be made particularly simple in that the part of the converter serving as a motor is used for this purpose. As is well known, induction motors can, by appropriately dimensioning the resistance and the self-induction of their secondary part, acquire the property of maintaining their speed of rotation almost constant regardless of that of the power generator, in that the magnetic field is weakened with increasing rotational speed by the simultaneously increasing strength of the induced currents. Then special control devices are unnecessary, so that the overall arrangement is not more complicated, despite the detour of electrical work transmission, than with a purely mechanical drive of the DC generator from the carriage axis, and offers the essential advantage that the control is not affected by sensitive and easily affected by vibrations Parts takes place.

Insbesondere kann für den Antrieb sowohl als auch für die Regelung von einer magnetischen oder elektromagnetischen Kupplung Gebrauch gemacht werden. Eine solche Kupplung kann zwischen die umlaufende Welle des Stromerzeugers S und die sie antreibende Welle geschaltet werden. Da aber bei einer Regelung des Übersetzungsverhält-" go nisses dieser Kupplung Schleifringe an ihr erforderlich werden, so erscheint es zweckmäßiger, diese Kupplung an einen anderen Platz zu verlegen, wie dies in Fig. 2 zur Darstellung gebracht ist. Hier ist die magnetische Kupplung K zwischen dem treibenden Teil M des Umformers U und dem getriebenen Teil D dieses Umformers eingeschaltet, und die Regelung des Übersetzungsverhältnisses dieser Kupplung kann nun in bekannter Weise so erfolgen, daß der Stromerzeuger D seine Tourenzahl oder seine Spannung oder au.ch seine Stromstärke nahezu gleichbleibend erhält.In particular, use can be made of a magnetic or electromagnetic clutch for the drive as well as for the regulation. Such a coupling can be connected between the rotating shaft of the power generator S and the shaft that drives it. Since, however, be required in a control of the Übersetzungsverhält- "go Nisses this clutch slip rings to it, so it appears expedient to transfer this coupling to another place, such as this is brought in Fig. 2 for display. Here, the magnetic coupling K between the driving part M of the converter U and the driven part D of this converter switched on, and the control of the transmission ratio of this clutch can now be done in a known manner so that the generator D receives its number of revolutions or its voltage or au.ch its current strength almost constant .

Da die Verbindung zwischen dem Stromerzeuger S, dem Umformer U und der Batterie B nur durch Leitungsdrähte hergestellt ist, so sind diese drei Teile räumlich voneinander unabhängig und können demnach auch in verschiedenen Wagen eines Zuges untergebracht sein; auch kann man, anstatt jeden Wagen eines Zuges mit allen drei Teilen auszurüsten, auch den einen oder den anderen Teil für den ganzen Zug gemeinsam benutzen. So kann z. B. die Einrichtung in der Weise getroffen werden, daß sich nur an einem Wagen, etwa dem Gepäckwagen, der Stromerzeuger 5 und der Umformer U befinden, während jeder der anderen Wagen des Zuges eine oder mehrere Stromsammlerbatterien erhält, welche entweder gemeinschaftlich mit dem Stromerzeuger StromSince the connection between the generator S, the converter U and the battery B is only made by wire, these three parts are spatially independent of each other and can therefore also be accommodated in different cars of a train; instead of equipping each car of a train with all three parts, one can also use one or the other part for the whole train. So z. B. the device can be made in such a way that there is only one car, such as the baggage car, the power generator 5 and the converter U , while each of the other cars of the train receives one or more electricity collector batteries, which either share electricity with the generator

liefern oder nur von dem Stromerzeuger aus geladen werden, während die Stromlieferung selbst ausschließlich von den Stromsammlern erfolgt. Es ist auch nicht ausgeschlossen, an ein und demselben Fahrzeug mehr als einen Stromerzeuger S zu verwenden, sei es, um eine Reserve zu schaffen, sei es, um den Gesamtverbrauch an Energie auf sie zu verteilen. supply or can only be charged from the power generator, while the power itself is supplied exclusively by the power collectors. It is also not excluded to use more than one generator S on the same vehicle, either to create a reserve or to distribute the total consumption of energy between them.

Claims

Patent Claims:

1. Device for the electrical lighting of vehicles, characterized by the use of one or more generators (S) without a collector mounted outside the vehicle and operated by an axis rotating during the movement of the vehicle, for the purpose of using a collector on a while to avoid inaccessible places.

2. Embodiment of the device mentioned in 1., characterized in that those for alternating current, multi-phase current or three-phase current are used as power generators, the magnetic field of which is at least initially excited by a battery, and the current of which is converted into direct current by rotating converter U.

3. Embodiment of the device mentioned in 1., characterized by the use of direct current machines without a collector as a power generator (S) with or without the aid of an external excitation or a converter (U).

4. Embodiment of the device mentioned in 1., characterized in that in order to avoid slip rings on the power generators (S) the parts provided with windings are fixedly arranged while the iron masses influencing the path of the force lines rotate.

5. The use of magnetic or electromagnetic in the case of the device mentioned in 1. Clutches, be it just for driving purposes, be it for the simultaneous regulation of the transmission ratio between the driving and driven parts.

1 sheet of drawings.