DE1588622A1

DE1588622A1 - Schleifringloser Generator zur Steuerung von Hilfseinrichtungen eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE1588622A1
Application number: DE1967P0042075
Authority: DE
Inventors: Fritz Brenner; Hermann Kreutler; Wolfgang Lorsch; Bernhard Tinnefeld
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1967-05-03
Filing date: 1967-05-03
Publication date: 1970-05-21
Also published as: DE1588622C3; DE1588622B2

Description

Schleifringloser Generator zur Steuerung von Hilrseinrichtungen eines Fahrzeuges Die Erfindung betrifft einen schleifringlosen Generator zur Steuerung von Hilfseinrichtungen eines Fahrzeuges, insbes.
Schienenfahrzeuges, der von einer Fahrzeugachse angetrieben und am Lagergehäuse der Fahrzeugachse montiert ist.
Es sind Gleichstrom-und Drehstromgeneratoren im Leistungsbereich bis zu etwa 15 kW bekannt, die direkt oder über ein Getriebe von der Wagenachse eines Schienenfahrzeuges angetrieben werden. Dabei sind in neuerer Zeit auch schleifringlose Drehstromgeneratoren bekanntgeworden, die mit einem Getriebe zusammengebaut und direkt am Lagergehäuse befestigt werden. Auf grund der meist hohen Ubersetzungsverhiltnisse zwischen der Wagenachse und dem Generator ist ein blwechsel im Getriebe und eine Wartung der Lager des Generators und des Getriebes erforderlich0 Es sind weiter Generatoren kleinerer Leistung bekannt, deren Aufgabe es ist, Hilfseinrichtungen zu betätigen, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht hat.
Diese Generatoren werden über elastische Wellen von der Fahrzeugachse angetrieben und sind wie übliche Tachodynamos ausgeführt.
Derartige zur Steuerung von Hilfseinrichtungen des Fahrzeuges dienende Generatoren kleiner Leistung sollen mit größtmöglicher Sicherheit arbeiten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Generator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß alle Verschleißteile soweit wie möglich vermieden werden'und der Generator praktisch keiner Wartung bedarf.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die rotierenden Generatorteile direkt an einem Achsstummel der Fahrzeugachse befestigt sind und der Stator mit Ständerwicklung in einer Zentrierausnehmung des Lagergehäusedeckels angeordnet ist, Zufolge dieser Anordnung besitzt der erfindungsgemäße Generator selbst keine Lagerungen oder dem Verschleiß unterworfene Teile. Da der Generator lediglich einenlE3rbraucher speisen soll und dieser Verbraucher im gesamten Drehzahlbereich von etwa 1:20 dauernd betrieben werden muß, wird der Generator zweckmäßigerweise überlastbar ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die rotierenden Generatorteile aus einer an den Achsstummel angesetzten Führungsbuchse und einem darauf angeordneten Permanentmagneten. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht in der Möglichkeit, den Generator bei stillstehendem Fahrzeug huber ein an das Lagergehäuse ansetzbare Prüfvorrichtung zum hilfsweisen Antrieb des Generators zu prüfen. Dazu gst nach der Erfindung vorgesehen, und dieser Ausführungsform sfommt selbständige Bedeutung zu, daß der Permanentmagnet auf wer Führungsbuchse verschiebbar gelagert und mittels einer Feder gegen eine stirnseitig an die FUhrungsbuchse gesetzte ~qitnehmerscheibe gepreßt ist, über welche die Mitnahme des Permanentmagneten bei Drehung der FUhrungsbuchse erfolgt, Xmd daß eine Prüfvorrichtung zum Antrieb des Generators bei stillstehendem Fahrzeug vorgesehen ist, die aus einer im Lagergehäusedeckel gelagerten Antriebswelle mit aufgesetztem Mitnehmertopf besteht, der mit einem Kragen die Mitnehmerscheibe umgreift und beim Ansetzen der Prüfvorrichtung den Permanentmagneten gegen den Druck der Feder von der Mitnehmerscheibe löst, sowie den Permanentmagneten in Drehrichtung der Antriebswelle mitnimmt. Zweckmäßig sind im Permanentmagneten Mitnehmerschlitze vorgesehen, in welche Mitnehmernocken oder -stifte der Mitnehmerscheibe bzw. des Mitnehmertopfes eingreifen.
Im einzelnen wird die Anordnung vorteilhaft so getroffen, daß die Antriebswelle der PrUfvorrichtung in einer abnehmbaren Verschlußplatte des Lagergehäusedeckels axial unverschieblich gelagert und bei an den Lagergehäusedeckel angesetzter Prüfvorrichtung in der Fhhrungsbuchse geführt ist. Die Prüfvorrichtung kann hierdurch in einfacher Weise durch An- oder Abschrauben der Verschlußplatte an den Lagergehäusedeckel angesetzt, bzw. von ihm entfernt werden, wobei im letzteren Fall die verbleibende Öffnung des Lagergehäusedeckels durch eine entsprechende, jedoch keine Prüfvorrichtung tragende Verschlußplatte abgeschlossen werden kann. Der Stator mit Ständerwicklung ist zweckmäßig im Lagergehäusedeckel eingegossen.
In schaltungsmäßiger Hinsicht ist nach der Erfindung ein über einen Gleichrichter mit parallelgeschalteter Zenerdiode und parallelgeschaltetem Kondensator an den Generator angeschlossenes Relais vorgesehen, das seinerseits die HilSsvorrichtungen steuert. Um bei hohen Drehzahlen die in der Zenerdiode vernichtete Leistung zu begrenzen, ist zwischen Generator und Gleichrichter ein Widerstand geschaltet, der ein Ohm'scher und/oder induktiver Widerstand sein kann.
Die Einschalt- und Ausschaltdrehzahl ist zweckmäßig durch Vorwiderstände zum Relais einstellbar.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß der erfindungsgemäße Generator keine Lager oder andere dem Verschleiß unterworfene Teile aufweist und daher praktisch wartungsfrei ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, mit wenigen Handgriffen an den Generator eine Prüfvorrichtung anzusetzen, welche den Generator bei stillstehendem Fahrzeug anzutreiben und so zu prüfen gestattet. Der Antrieb kann von Hand erfolgen.
Der Generator ist überlastbar ausgeführt und daher für einen weiten Drehzahlbereich einsatzfähig.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargetellten Ausführungsbeispieles näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Achsialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Generator, Fig. 2 ein Schaltschema der an den erfindungsgemäßen Generator angeschlossenen elektrischen Steuereinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt einen schleifringlosen Generator zur Steuerung von in der Zeichnung nicht dargestellten Hilfseinrichtungen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges. Der Generator wird von einer Fahrzeugachse 1 angetrieben und ist am Lagergehäuse 2 der Fahrzeugachse montiert. Im einzelnen sind die rotierenden Generatorteile direkt an einem Achsstummel 3 der Fahrzeugachse befestigt, während der Stator 4 mit Ständerwicklung 5 in einer Zentrierausnehmung 6 des Lagergehäusedeckels 7 angeordnet ist.
Im Ausfahrungsbeispiel und in bevorzugter Ausführungsform bestehen die rotierenden Generatorteile aus einer an den Achsstummel 3 angesetzten Führungsbuchse 8 und einem darauf angeordneten Permanentmagneten 9. Der Permanentmagnet 9 ist auf der Führungsbuchse 8 verschiebbar und drehbar gelagert und mittels einer Feder 10 gegen eine stirnseitig an die F4hrungsbuchse 8 gesetzte Mitnehmerscheibe 11 gepreßt, über welche die Mitnahme des Permanentmagneten 9 bei Drehung der Führungsbuchse 8, also fahrendem Fahrzeug , erfolgt. Zum Antrieb des Generators bei stillstehendem Fahrzeug zum Zwecke einer Generatorprüfung ist eine Prüfvorrichtung vorgesehen, die in Figur 1 in der unteren Hälfte des gezeigten Achsialschnittes dargestellt ist. Sie besteht aus einer im Lagergehäusedeckel 7 gelagerten Antriebswelle 12 mit aufgesetztem Mitnehmertopf 13, der mit einem Kragen 14 die Mitnehmerscheibe 11 umgreift und beim Ansetzen der Prüfvorrichtung den Permanentmagneten 9 gegen den Druck der Feder 10 von der Mitnehmerscheibe 11 löst, sowie den Permanentmagneten 9 in Drehrichtung der Antriebswelle 12 mitnimmt.
Um die Mitnahme des Permanentmagneten 9 einerseits von der Mitnehmerscheibe 11 bei fahrendem Fahrzeug, andererseits von dem Mitnehmertopf 13 bei stillstehendem Fahrzeug zu ermöglichen, sind im Permanentmagneten 9 Mitnehmerschlitze 15 vorgesehen, in welche Mitnehmernocken oder-Stifte 16,17 der Mitnehmerscheibe 11 bzw. des Mi. tnehmertopfes 13 eingreifen. Die Antriebswelle 12 der Prüfvorrichtung ist in einer abnehmbaren Verschlußplatte 18 des Lagergehäusedeckels 7 axial unverschieblich gelagert und bei an den Lagergehäusedeckel 7 angesetzter Prüfvorrichtung in der Führungsbuchse 8 geführt.
Bei vom Lagergehäusedeckel 7 abgenommener Prüfvorrichtung ist die zum Einsetzen der Prüfvorrichtung vorgesehene Öffnung 19 des Lagergehäusedeckels durch eine entsprechende Verschlußplatte 20, jedoch ohne Prüfvorrichtung, verschlossen.
Zum An- und-Absetzen der mit oder ohne Prüfvorrichtung ausgestatteten Verschlußplatten 18, 20 dienen im Ausführungsbeispiel drei Schrauben 21. Der Stator 4 mit Ständerwicklung 5 ist im Lagergehäusedeckel 7 eingegossen. Im einzelnen kann die Führungsbuchse 8 je nach Achskonstruktion in verschiedener Weise am Achsstummel 3 zentriert und befestigt sein. Im Ausführungsbeispiel ist die Führungsbuchse 8 mittels der Schrauben 22 an einer Sicherungsmutter 23 gehalten,. wobei durch ausgedrückte Sicherungsnasen die Sicherungsschraube in der Achsnut gesichert werden kann. Im Normalbetrieb wird der Permanentmagnet 9 durch die Feder 10 gegen die an die FUhrungsbuchse 8 geschraubte Mitnehmerscheibe 11 gedrückt, so daß deren Mitnehmernocken oder-Stifte 17 in die entsprechenden Mitnehmerschlitze 15 des Permanentmagneten 9 eingreifen und im Ergebnis der Permanentmagnet 9 von der Mitnehmerscheibe 11 und damit von der FUhrungsbuchse 8 in Drehrichtung derselben mitgenommen wird. Wird bei stillstehendem Fahrzeug die Prüfvorrichtung durch entsprechenden Austausch der Verschlußplatten 18,20 angeschraubt, so schiebt der auf der Antriebsachse 12 beSestigte Mitnehmertopf 13 den Permanentmagneten 9 auf der Führungsbuchse 8 gegen den Druck der Feder 10 zurück, wodurch er sich von der Mitnehmerscheibe 11 löst und nun auf der Führungsbuchse frei drehbar ist. Wird die Antriebswelle 12 über die Handkurbel 24 in Drehungen versetzt, so greifen die am Mitnehmertopf 13 vorgesehenen Mitnehmernocken 16 bzwO-Stifte in die Mitnehmerschlitze 15 des Permanentmagneten 9 ein und bewirken dessen Mitnahme in Drehrichtung der Antriebswelle 12 bei stillstehender FUhrungsbuchse 8. Die mit der Mitnehmerscheibe 11 im Eingriff befindliche Lage des Permanentmagneten 9 ist in Figur 1 in der oberen Hälfte des Axialschnittep, die mit dem Mitnehmertopf 13 im Eingriff befindliche Lage im unteren Teil des Axialschnittes dargestellt.
Nach Fig. 2 ist der Generator 25 huber einen Gleichrichter 26 mit parallelgeschalteter Zenerdiode 27 und parallelgeschaltetem Kondensator 28 an ein Relais 29 angeschlossen, das seinerseits die nicht dargestellten Hilfseinrichtungen steuert. Zwischen Generator 25 und Gleichrichter 26 ist ein Widerstand, der als Ohm'scher Widerstand 27 und/oder induktiver Widerstand 28 ausgeführt sein kann, geschaltet, um den Generatorstrom und damit die in der Zenerdiode 27 vernichtete Leistung bei hohen Drehzahlen zu begrenzen. Die gleiche Aufgabe hat der Widerstand 29. Weiter können durch Vorwiderstände zum Relais 20 die Einschalt- und Ausschaltdrehzahl eingestellt werden.
Zur Einstellung der Einschaltdrehzahl wird im Ausführungsbeispiel der veränderbare Widerstand 30 verwendet, der durch einen Arbeitskontakt 31 des Relais überbrückt werden kann. Der Widerstand 32, der über einen Ruhekontakt 33 des Relais überbrückt ist, gestattet eine Veränderung der Ausschaltdrehzahl.
Ansprtiche :

Claims

Ansprtiahe Schleifringloser Generator zur Steuerung von Hilfseinrichtungen eines Fahrzeuges, insbes. Schienenfahrzeuges, der von einer Fahrzeugachse angetrieben und am Lagergehäuse der Fahrzeugachse montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Generatorteile (8,9,11) direkt an einem Achsstummel (3) der Fahrzeugachse (1) befestigt sind und der Stator (4) mit Ständerwicklung (5) in einer Zentrierausnehmung (6) des Lagergehäusedeckels (7) angeordnet ist.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Generatorteile aus einer an den Achsstummel (3) angesetzten Führungsbuchse (8) und einem darauf ange ordneten Permanentmagneten (9) bestehen.
3. Generator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (9) auf der Führungsbuchse (8) verschiebbar gelagert und mittels einer Feder (10) gegen eine stirnseitig an die Führungsbuchse gesetzte Mitnehmerscheibe (11) gepreßt ist, über welche die Mitnahme des Permanentmagneten bei Drehung der Ftlhrungsbuchse erfolgt, und daß eine prüfvorrichtung zum Antrieb des Generators bei stillstehendem Fahrzeug vorgesehen ist, die aus einer im Lagergehäusedeckel (7) gelagerten Antriebswelle (12) mit auRgesetztem Mitnehmertopf (13) besteht, der mit einem Kragen (14) die Mitnehmerscheibe (11) umgreift und beim Ansetzen der Prüfvorrichtung den Permanentmagneten (9) gegen den Druck der Feder (10) von der Mitnehmerscheibe (11) löst, sowie den Permanentmagneten (9) in Drehrichtung der Antriebswelle (12) mitnimmt,
4. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Permanentmagneten (9) Mitnehmerschlitze (15) vorgesehen sind, in welche Mitnehmernocken oder -Stifte (16, 17 ) der Mitnehmerscheibe (11) bzw. des Mitnehmertopfes (13) eingreifen.
5.. Generator nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (12) der Prüfvorrichtung in einer abnehmbaren Verschlußplatte (18) des Lagergehäusedeckels (7) axial unverschieblich gelagert und bei an den Lagergehäusedeckel angesetzter PrUfvorrichtung in der Führungsbuchse (8) geführt ist.
6. Generator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4) mit Ständerwicklung (5) im Lagergehäusedeckel (7) eingegossen ist.
7. Generator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein über einen Gleichrichter (26) mit parallelgeschalteter Zenerdiode (27) und parallelgeschaltetem Kondensator (28) an den Generator (25) angeschlossenes Relais (29) vorgesehen ist, das seinerseits die Hilfseinrichtungen steuert.
8. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Generator (25) und Gleichrichter (26) ein Widerstand (27,28) zur Begrenzung des Generatorstromes geschaltet ist.
9. Generator nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vorwiderstände (30,32) zum Relais (29) die Einschalt-und Ausschaltdrehzahl einstellbar ist. Leeerseite