DE163857C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

KLASSE 21 c. 6

in LONDON.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung von Elektromotoren, und zwar besonders von Elektromotoren der Art, die zum Antrieb von Fahrzeugen dienen und auch zu Bremszwecken verwendet werden können, indem sie, vom Fahrzeug getrieben, die entwickelte Energie in Form von Strom an die Betriebsleitung abgeben.

ίο In der Patentschrift 148256 ist ein Verfahren beschrieben, bei welchem die Reihenwicklungen zweier oder mehrerer Motoren zum Zwecke der Raumersparnis und der Ersparnis an Material (z. B. Kupfer) aus parallel verbundenen Teilen bestehen, die in Hintereinanderschaltung als Nebenschlußwicklung wirken. Zur Herbeiführung dieser Umwandlung aus Reihen- in Nebenschlußschaltung oder umgekehrt ist bei der Anordnung nach der genannten Patentschrift ein besonderer Feldschaltungsregler angeordnet.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch die vorgenannte Umwandlung, wenn dieselbe durch den genannten Regler vorgenommen wird, ein erheblicher Stoß in den Motoren hervorgerufen wird, der manchmal genügt, den Überlastungsschalter des Gefährtes in Wirksamkeit zu setzen und dadurch Störung zu veranlassen. Dieser Stoß läßt sich daraus erklären, daß die Stärke des magnetischen Feldes des Motors in dem Augenblick praktisch auf Null sinkt, wo der Feldstromkreis für die Umwandlung der Reihen- und Feldschaltung und umgekehrt unterbrochen wird. Da einige Zeit erforderlich ist, ehe das Feld die ursprüngliche Stärke wiedergewinnt, drehen sich somit die Motoranker momentan in einem sehr schwachen magnetischen Feld, so daß auch die gegenelektromotorische Kraft nahezu auf Null sinkt, während die Spannung unverändert bleibt, wodurch zur Ausgleichung der Spannung im Kraftstromkreis und der gegenelektromotorischen Kraft ein Stromstoß durch die Motoren eintritt. Bei vorliegender Erfindung wird dieser Stromstoß dadurch vermieden, daß in dem Stromkreis der Reihenfeldwicklungen ein gewisser Teil der Reihenwicklung beibehalten oder auch in den Stromkreis eingefügt wird, wenn beim Wechsel von Reihenin Nebenschlußschaltung die Reihenwicklung unterbrochen ist, wobei diese besondere Reihenwicklung je nach Wunsch ganz oder teilweise benutzt werden kann, um Reihenwicklung für die Verbunderregung zu bilden, sowie ferner dadurch, daß, wenn die Feldwicklung beim Wechsel von Nebenschluß- in Reihenschaltung unterbrochen wird, ebenfalls in dem genannten Stromkreis ein gewisser Teil der Reihenwicklung beibehalten oder eingefügt wird, die, wenn die Umwandlung beendet ist, d. h.' wenn die volle Reihenerregung stattfand, entweder ganz oder teilweise aus dem Stromkreis ausgeschaltet, oder in demselben auch als Teil der vollen Reihenfeldwicklung belassen wird. Durch diese Anordnung wird nicht nur der genannte Stromstoß vermieden, sondern es wird auch die

Funkenbildung an den Reglerkontakten auf ein Mindestmaß beschränkt, wenn jener Teil der Reihenwicklung, der beim Parallelschalten der Nebenschlußwicklungen entsteht, unterbrochen wird. Diese Verminderung der Funkenbildung rührt daher, daß der Feldstromkreis nicht vollständig unterbrochen und die Motoren demgemäß nicht elektrisch unwirksam gemacht werden, sondern daß im

ίο Gegenteil die Anker im Stromkreis bleiben und sich in einem Felde von beträchtlicher Stärke bewegen können, wodurch dieser Teil der Motorregelung in Übereinstimmung mit dem Prinzip steht, das als »Regelung bei geschlossenem Stromkreis« bekannt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner gegenüber dem durch das Patent 148256 geschützten Verfahren dadurch eine weitere Vervollkommnung erzielt, daß die Umsteuerungskontakte und Kontakte zur Änderung der Feldschaltung an derselben Trommel anstatt auf zwei Trommeln wie bisher untergebracht sind, wodurch die Zahl der erforderlichen Kontakte, besonders der feststehenden, sehr vermindert und die Größe des Reglers als Ganzes bedeutend geringer wird.

In bezug auf einen anderen Teil der vorliegenden Erfindung ist die genannte Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel so mit der Hauptreglertrommel verbunden, daß sie sich entsprechend den Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen der Hauptreglertrommel dreht, zum Zweck, bei einer Drehrichtungsänderung des Hauptreglers die Motoren in ihren Reihen- oder ihren Verbundzustand überzuführen. Bei Beibehaltung der Drehungsrichtung des Hauptreglers findet dagegen eine Beeinflussung der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel nicht statt.

Dieser Hauptregler, sowie die genannte Umsteuer- und Feldwechseltrommel sind ferner mit einer Vorrichtung versehen, durch die letztere veranlaßt wird, die Stellung einzunehmen, in welcher ihre Kontakte den Parallelzustand der Feldwicklungen, d. h. den Reihenzustand der Motoren herbeiführen, wenn der Hauptregler bei der Drehung zur Ausschaltstellung die verschiedenen Stromkreise öffnet, so daß im Augenblick schließlicher Unterbrechungen des Stromkreises die durch Unterbrechung des Nebenschlußfeldes erzeugte schädliche Lichtbogenbildung vermieden wird.

Der Hauptregler ist auch so angeordnet, daß, wenn er sich in Ausschaltstellung befindet, der Mechanismus, vermittels dessen die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel von dem Hauptregler aus bewegt wird, außer Wirkung gehalten wird, um zu gestatten, daß die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel unabhängig von Hand um einen Winkel von i8o°, das ist in eine Stellung gedreht werden kann, in der die Motoren und demgemäß das Gefährt in der entgegengesetzten Richtung angetrieben werden. Der Handgriff der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel bleibt auch so lange unabhängig" von der drehenden Bewegung des Hauptreglers, bis die Hauptreglertrommel in die Ausschaltstellung gedreht worden ist und bis zum Zeitpunkt, nachdem die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel in ihre FeIdparallelschaltungs- oder Reihenstellung gedreht worden ist.

Der genannte Mechanismus ist mit Sperrmechanismen versehen, die die Drehung des Handgriffes der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel verhindern, bis der Handgriff des Hauptregelungszylinders in die Ausschaltstellung gebracht wurde, und die ferner die Drehung des Handgriffes des Hauptreglers verhindern, bis die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel vollkommen um i8o° gedreht worden ist und die Stellung der Kontakte umgekehrt hat. Durch diese Mittel werden die genauen Stellungen des Hauptreglers und der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel zueinander gesichert, was bei Reglern nach Art vorliegender Erfindung sehr wesentlich ist.

Durch beiliegende Zeichnungen ist der Er- go findungsgegenstand in beispielsweiser Ausführung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der verschiedenen festen und beweglichen Kontakte der Regleranordnung, die Fig. 2 und 2 a schematische Darstellungen der verschiedenen, durch Drehung der Trommeln der Regleranordnung erzeugten Verbindungen, wobei Fig. 2 die verschiedenen Verbindungen darstellt, wenn der Reglerhandgriff in Vorwärtsrichtung ge- ioo dreht wird, und Fig. 2 a die Verbindungen bei Drehung des Reglerhandgriffes in Rückwärtsrichtung. Fig. 3 ist eine Seitenansicht und Fig. 4 eine Draufsicht des oberen Teiles des Regelungsapparates, um die mechanischen Organe dieser Anordnung zur Darstellung zu bringen, die zur Hervorbringung der obengenannten Wirksamkeit und Herbeiführung der Sperrung der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel dienen. Fig. 5 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie I-I der Fig. 3, Fig. 6 eine teilweise Draufsicht auf den für die Drehbewegung der Umsteuerungs- und und Feldwechseltrommel vom Hauptregler aus gebrauchten Mechanismus. Fig. 7 ist ein Querschnitt des einen Endes des in Fig. 6 dargestellten Armes. Fig. 8 ist eine teilweise Draufsicht auf den Mechanismus, der dazu dient, die Annahme einer solchen Stellung der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel herbeizuführen, in der die Kontakte der letzteren den Parallelschaltungs- oder Reihenzu-

stand der Feldwicklungen bewirken, wenn der Hauptregler in die Ausschaltstellung gelangt. Fig. 9 ist eine Ansicht des Mechanismus, bei dem die Umsteuerungs- und FeIdwechseltrommel durch den Hauptregler gesperrt wird, wenn letzterer die Ausschaltstellung einnimmt und wieder zur Wirkung gebracht wird, wenn der Hauptregler aus der Ausschaltstellung fortbewegt wird. Fig. io

ίο ist eine Draufsicht auf den durch Fig. g gezeigten Mechanismus mit veränderter Stellung der Teile und Fig. ii eine Ansicht der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel und ihrer festen Kontakte.

Mit besonderem Bezug auf die Fig. 1, 2 und 2a stellt A^x den Hauptregelungszylinder und A¹ die Reihe von festen Kontakten dar, mit denen er zusammenwirkt, wobei die letzteren mit den Ziffern I bis 23 benannt sind.

B^x stellt die vereinte Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel dar, während B¹B² die Reihen von festen Kontakten sind, mit denen sie zusammenwirkt, wobei die Kontakte der Reihe B¹ mit den Ziffern 1 bis 15, die der Reihe B² mit 1 bis 14 benannt sind.

Die vier senkrechten Reihen schwarzer Vierecke b¹ b² b^lx b^Zx sind die verschiedenen beweglichen Kontakte der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel B^x. Die festen Kontakte B¹U² sind an entgegengesetzten Seiten der Trommel B^x gelegen, und zwar sind die der einen Seite mit den Feldwicklungen des einen der zwei verbundgewickelten Motoren und die der anderen Seite mit den Feldwicklungen des anderen Motors verbunden. Der Hauptregler besitzt neun Stellungen (mit 1 bis 9 bezeichnet), die in drei Gruppen angeordnet sind. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel sind zwei verbundgewickelte Elektromotoren angenommen, deren Anker durch die Kreise d¹ cP d^s d* dargestellt sind. Mit e¹ e² e³ e⁴ sind Gruppen oder Unterteilungen der Reihenwicklungen bezeichnet, die in der Stärke so bemessen sind, um als Reihenwicklungen, wenn sie parallel, und als Nebenschlußwicklungen dienen zu können, wenn sie in Reihen geschaltet sind, ff stellen andere Gruppen oder Unterteilungen der Reihenwicklungen dar. Diese Gruppen werden nur während der Regenerativperiode eingefügt, wobei bemerkt wird, daß die Wicklungen e¹ bis e⁴, wenn sie parallel geschaltet sind, den Motoren ermöglichen, als reihengewickelte Motoren zu arbeiten, und daß die Wicklungen e¹ bis e⁴, wenn sie aus ihrem parallel geschalteten Zustand in Reihenzustand gebracht werden, ermöglichen, daß die Motoren als verbundgewickelte Maschinen arbeiten. Mit s ist der Anlaß widerstand bezeichnet, f^lf² sind FeIdwiderstände, von denen der erstere an Ohm höher ist als der letztere. In den Fig. 2 und 2 a bezeichnen die Buchstaben und Ziffern vor den Diagrammen die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen und die Übergangsstufen zwischen den Geschwindigkeitsstufen, wobei die Ziffern die Geschwindigkeitsstufen und die Buchstaben die Ubergangsstufen bezeichnen, welch letztere zwischen den Stellungen 3 und 4, sowie 6 und 7 stattfinden, wenn der Hauptreglerhandgriff in Vorwärtsrichtung gedreht wird, und zwischen den Stellungen 9 und 8, 7 und 6 und 4 und 3, wenn jener Hangriff in Rückwärtsrichtung gedreht wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Übergangsstufe zwischen den Stellungen 9 und 8 in Wirkung tritt, wenn ein Wechsel aus dem Motor- zum Generatorzustand vor sich geht, und daß die Übergangsstufe zwischen der Stellung 1 und der Ausschaltstellung bei Rückwärtsdrehung der Trommel in Wirkung 8p kommt, wenn ein Wechsel aus dem Generatorin den Motorzustand stattfindet.

Unter näherem Bezug auf die Fig. 2 und 2 a zeigt Schema A die beiden verbundgewickelten Motoren in Reihenverbindung, wobei die Feldwiderstände f^lf² und die Wicklungen/ nicht verbunden sind (Übergangsstellung zur ersten Fahrtstellung [1]). In diesem Zustand der Teile geht der ganze Strom durch die parallelen Wicklungen e¹ e² e^a e⁴ und den Anlaß widerstand s. Die Felder sind stark erregt. Die Motoren setzen das Gefährt in Gang. In Schema 1 (Fig. 2), das den Zustand der Motoren darstellt, wenn die Schaltwalze des Hauptreglers die erste Fahrtstellung einnimmt, sind die Verbindungen dieselben wie in Schema A, mit der Ausnahme, daß Anlaßwiderstand s kurzgeschlossen ist. In Schema 2 (Fig. 2), das den Zustand des Motors zeigt, wenn der Reglerhandgriff auf die zweite Fahrtstellung eingestellt ist, weichen die Verbindungen von Schema ι darin ab, daß die hohen Widerstände f^l eingeschaltet werden, so daß ein Teil des Stromes aus den Feldwicklungen e^l bis e⁴ abgeleitet und das Feld geschwächt ist. In Schema 3 (Fig. 2), (3. Stellung der Reglerkurbel) wird durch Einschaltung der weiteren Widerstände f¹ noch mehr Strom aus den Feldwicklungen e¹ e² e³ e⁴ als in Schema 2 abgeleitet und so die Felderregung weiter geschwächt. Bei weiterer Bewegung der Kurbel aus Stellung 3 auf Stellung 4 werden die Motoren durch zwei Übergangsstufen aus Reihen- in Reihenparallelverbindung umgeschaltet (s. die Sehemata B₁ und D), derart, daß das Feld des einen Motors erst durch Ausscheidung des Widerstandes/² verstärkt wird (in Schema B) und dann der andere Motor mit seinen zwei Ankern und Feldwicklungen in üblicher Weise kurzgeschlossen wird, während ziemlich gleichzeitig der Stromkreis durch den Anker und

die Feldwicklungen des kurzgeschlossenen Motors unterbrochen wird, so daß sämtliche Arbeit dem einen Motor überlassen bleibt. In Schema 4 (Fig. 2) wird der kurzgeschlossene Motor wieder eingeschaltet mit größter Feldstärke und parallel mit dem anderen Motor, wobei auch das Feld des letzteren gleichzeitig durch Unterbrechung der Feldwiderstände/¹/² auf Maximalstärke gebracht wird.

In Schema 5 (Fig. 2) ist die Feldstärke der Motoren durch Einschaltung der hohen Widerstände f¹ (wie in Schema 2) geschwächt. In Schema 6 (Fig. 2) wird die Feldstärke der Motoren durch Ersatz der hohen Widerstände/¹ durch die geringeren f² geschwächt. Beim Geschwindigkeitswechsel von Stellung 6 auf Stellung 7 werden die Motoren aus ihrer Reihenparallelverbindung (die sie in den Schemata 4, 5 und 6 besitzen) in volle Parallel-

verbindung durch drei Ubergangsstufen (Schemata E, F, G) umgewandelt, und zwar werden die Stromkreisverbindungen des einen Motors und seines Feldes zuerst, wie Schema E zeigt, unterbrochen, indem der andere Motor unbeeinflußt bleibt. Der ausgeschaltete Motor wird dann, mit Parallelschaltung der Anker und Maximalfeldstärke, wie Schema F zeigt, wieder eingefügt; darauf wird, wie Schema G zeigt, der andere Motor ausgeschaltet und dann wird auch dieser mit Parallelschaltung der Anker und Maximumfeldstärke wieder in den Stromkreis eingefügt, so daß die durch Schema 7 (Fig. 2) dargestellte Anordnung gebildet ist. In Schema 8 (Fig. 2) ist die FeIdstärke der beiden Motoren durch Einschaltung der hohen Widerstände f^l geschwächt, ■ und in Schema 9 (Fig. 2), auf der nächsten und letzten zur Steigerung der Geschwindigkeit dienenden Stellung, ist die Feldstärke beider Motoren noch weiter durch Hinzufügung der niederen Widerstände /² zu den Widerständen f¹ geschwächt.

Wenn der Hauptreglerhandgriff rückwärts gedreht wird, wird die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel B^x um den Winkel a (6o°; s. Fig. 11) verstellt, so daß die beweglichen Kontakte b¹ und b^lx von den Reihen der festen Kontakte B¹ B² entfernt werden und die beweglichen Kontakte b² b^2x mit den festen Kontakten in Verbindung gebracht werden. Diese Bewegung der Trommel B^x bewirkt, daß die Kontakte 6 und 8 der Reihen der festen Kontakte B¹B'² (Fig. 1) in Berührung mit den Kontakten der Trommel B^x kommen, und zwar tritt diese Verbindung ein, bevor die anderen festen Kontakte der Reihen B¹ B^ außer Berührung mit den beweglichen Kontakten b^l und b^ix gekommen sind. Durch den vorgenannten Wechsel der Kontakte infolge der Winkelbewegung der Trommel B^x um 6o° ist ein bestimmter Teil der Reihenwicklung/" (s. Fig. i, 2 und 2a) eingeschaltet, so daß die Verbindung nunmehr dem Schema H (Fig. 2 a) entspricht. Durch die Weiterdrehung" des Hauptreglerhandgriffes in Rückwärtsrichtung werden einen Augenblick später die aus den parallelgeschalteten Gruppen e¹ e² e³ eⁱ bestehenden Feldwicklungen unterbrochen, und nur die Feldwicklungen / bleiben im Stromkreis, wie Schema J zeigt. Sobald die beweglichen Kontakte b² b^2x der " Trommel B^x in Berührung mit den festen Reihen der Kontakte B¹B² gelangt sind, sind die Feldwicklungsgruppen miteinander in Reihe geschaltet und bewirken mit den Wicklungen/ zusammen die Umwandlung der Maschinen in den Verbundzustand, wie Schema 8 (Fig. 2 a) darstellt, ohne Unterbrechung des Ankerstromkreises und unter Kurzschließung des Nebenschlußwiderstandes w¹ und Beibehaltung der Nebenschlußwiderstände w² im Stromkreis. In Schema 7 (Fig. 2 a) wird die Feldstärke erhöht, indem beide Nebenschlußwiderstände w^x w² kurzgeschlossen werden. Bei Zurückführung der Motoren aus dem vollen Parallelin den Reihenparallelzustand wird der Ankerstromkreis des einen Motors unterbrochen, wie Schema K veranschaulicht, wobei das Nebenschlußfeld im Stromkreis verbleibt und der Widerstand w^x kurzgeschlossen wird. Es wird darauf der Stromkreis durch die Anker des ausgeschalteten Motors wiederhergestellt, wie Schema L darstellt, wobei sich beide Nebenschlußwiderstände w¹ w² im Stromkreis befinden. Die gleiche Vornahme der Unterbrechung und Wiedereinschaltung findet dann bezüglich des anderen Motors statt, wie durch Schema M und Schema 6 (Fig. 2 a) dargestellt ist, so daß auf diese Weise die Reihenparallelschaltung des Motors hergestellt wird. In Schema 5 (Fig. 2 a), in der der Reglerhandgriff um eine weitere Stufe zurückgedreht ist, ist der Nebenschlußwiderstand w^x zwecks Verstärkung der Nebenschlußwicklung ausgeschaltet und in Schema 4 (Fig. 2 a), bei weiterer Zurückdrehung des Reglerhandgriffes um eine Stufe, ist auch .der andere Nebenschlußwiderstand ausgeschaltet, um weitere Verstärkung der Nebenschlußwicklung zu bewirken.

Bei Umwandlung aus dem Reihenparallelin den Reihenzustand ist es erforderlich, den einen Motor in dem Augenblick kurzzuschließen, in dem er in Reihe mit dem anderen geschaltet wird. Um dies zu ermögliehen, ohne daß sich ein gefährlicher Kurzschlußstrom bilden kann, muß die Stärke des Feldes soweit als möglich herabgesetzt werden. Es wird deshalb im Augenblick des Kurzschlusses des einen Motors bei Aufgabe des Reihenparallelzustandes das Nebenschlußfeld des Motors kurzgeschlossen, wie die Schemata

N und O zeigen, und gleichzeitig ein geeigneter Widerstand in das Feld des anderen Motors, wie die Schemata zeigen, eingeschaltet, so daß eine übermäßige Entwicklung der FeIdstärke des Motors verhindert wird. Indem so durch die Rückwärtsdrehung des Reglerhandgriffes die dem Schema 3 (Fig. 2 a) entsprechende Stellung erreicht ist, erfolgt bei Weiterdrehung des Handgriffes in Stellung 2 die Ausschaltung des einen und in Stellung 1 des anderen der Nebenschlußwiderstände»'¹»'², wie durch die Schemata 2 und I (Fig. 2 a) dargestellt ist. Die weitere Rückdrehung des Reglerhandgriffes bewirkt, daß die Nebenschlußwicklungen ausgeschaltet (s. Schema P) und in ihren Parallelzustand zurückgeführt (s. Schema R) und eventuell die Verbindungen unterbrochen werden, wenn der Reglerhandgriff die Ausschaltstellung erreicht, wie Schema S veranschaulicht.

Es sei bemerkt, daß beim Durchlaufen der verschiedenen Geschwindigkeitsstufen während der Rückdrehung des Reglerhandgriffes (Fig. 2 a) kein Wechsel im Reihenfeld stattfindet. Die Widerstände des Nebenschlußfeldes sind kurzgeschlossen in den der Umschaltung der Anker vorausgehenden Stufen (s. Schema 7 und 4), worauf in den Übergangsstellungen (K L M bezw. N O) diese Nebenschlußwiderstände w^w* in Aufeinanderfolge wieder eingeschaltet werden, um das Feld zu schwächen. Die durch die Schemata P und R dargestellten Übergangsstufen sind vorbildliche Übergänge der Umwandlung des Feldes aus dem Nebenschluß in den Reihenzustand. Das Nebenschlußfeld wird zuerst ausgeschaltet, während die Reihenwicklungen f im Stromkreis bleiben (Schema P). Die Nebenschlußwiderstände e¹ e² e^s e⁴ werden dann wieder in den Parallelzustand gebracht und parallel mit den anderen Reihenwicklungen/ (s. Schema R) als Reihenwicklungen in den Stromkreis geschaltet. Die Reihenwicklungen_/ werden dann gänzlich aus dem Stromkreis entfernt (s. Schema S), und zu gleicher Zeit werden die Anker- und Feldverbindungen unterbrochen, wenn der Reglerhandgriff die die Ausschaltstellung erreicht.

Unter Berücksichtigung der Fig. 1 soll jetzt der Stromverlauf betrachtet werden, wenn der Handgriff des Hauptreglers A^x auf die dritte Geschwindigkeitsstufe eingestellt ist und die Motoren ■ sich in dem durch Schema 3 der Fig. 2 dargestellten Bewegungszustande befinden. Die beweglichen Kontakte der Reihe' b^l der Trommel B^x sind dann in Berührung mit den festen Kontakten der Reihe B¹ und die beweglichen Kontakte der Reihe b^lx der Trommel B^x mit den festen Kontakten der Reihe B², wie durch Fig. 11 dargestellt ist, während der Hauptregler A^x hierbei eine Stellung einnimmt, in der die Kontaktreihe 3 mit den festen Kontakten der Reihe A¹ (Fig. 1) in Berührung ist. Der Strom fließt dann von dem Fahrdrahtkontakt 10 durch die Hauptreglerkontakte nach Kontakt 11, durch Anker d¹, Kontakt 13 und die Hauptreglerkontakte nach Kontakt 12, Anker cP, Kontakt 14 und durch die Hauptreglerkontakte nach Kontakt 15 und Kontakt 10 der Reihe fester Kontakte B². Hier teilt sich der Strom, und es geht ein Teil desselben nach Kontakt 9 (Reihe B²) und von dort durch die Widerstände f¹/² zu den Kontakten 18 und 19 der Reihe A¹, von wo er durch die Hauptreglerkontakte nach Kontakt 17 der Reihe A¹ fließt. Der andere Teil des Stromes fließt durch die Kontaktreihe b^lx der Trommel B* zu den festen Kontakten 2, 3, 11 und 12 der Reihe B² und geht gleichzeitig durch die Feldwicklungen e¹ e¹ e^s e⁴, die zu den Ankern d¹ cP gehören, zu den Kontakten 4, 5, 13 und 14 der Reihe B² und vereinigt sich auf Kontakt 7 der Reihe B'². Von diesem Kontakt 7 kehrt der Strom zum Hauptregler ^4* zurück nach Kontakt 17 der Reihe A\ vereinigt sich hier mit dem Teil von den Kontakten 18 und 19, geht durch die Kontakte des Hauptreglers nach Kontakt 16 und fließt von dort nach Kontakt 6 der Reihe A¹. Darauf geht der Strom durch Anker d^a nach Kontakt 4 der Reihe A\ von diesem Kontakt durch die Kontakte des Hauptreglers A* nach Kontakt 5 der Reihe A' und von dort durch Anker d* und Kontakt 3, der mit Kontakt 7 der Reihe fester Kontakte B¹ leitend verbunden ist. Am Kontakt 3 teilt sich der Strom wieder, und es fließt ein Teil desselben durch die Kontaktreihe b¹ der Trommel B^x nach den Kontakten 2, 3, 11 und 12 der Reihe B¹, über die zu den Ankern d^s dⁱ des Motors gehörenden Feldwicklungen e¹ e-e^z eⁱ zu dem Kontakt 4, 5, 13 und 14 der Reihe B^l, worauf sich diese Stromzweige auf Kontakt IO der Reihe B¹ mit dem anderen Teil wieder vereinigen, der vom Kontakt 3 der Reihe A¹ über die Kontakte 1 und 2 und die Widerstände/"¹ und f'² zu dem Kontakt 9 der festen Reihe B¹ floß. Von Kontakt 10 geht der Strom nach Kontakt 20 der Reihe A¹, geht durch die Kontakte des Hauptreglers nach Kontakt 21 und dann zur Erde.

Es sei nunmehr angenommen, daß der Hauptreglerhandgriff von der Fahrstellung 3 in die Stellung 2 zurückgedreht wird, um die Verzögerung oder Bremsung des Gefährtes herbeizuführen, oder, mit anderen Worten, um den Reihenschaltungszustand der Motoren in den Verbundzustand umzuwandeln, so daß sie als Generatoren arbeiten und Strom an Hauptleitung abführen. Hierbei findet keine Unterbrechung des Hauptstromes statt, da,

bevor das Reihenfeld unterbrochen wird, die permanenten Reihenspulen in den Stromkreis geschaltet werden und als Verbundspulen dienen. Der Zustand der Motoren wird dann durch Schema 2 der Fig. 2 a veranschaulicht, und der Gang des Stromes ist folgender. Zunächst sei bemerkt, daß Trommel B^x hierbei eine Stellung einnimmt, in der ihre Kontakte b'² und b^2x in entsprechender Berührung mit den Reihen der festen Kontakte B¹ B'² stehen und der Hauptregler A^x in einer Stellung ist, in der seine Kontakte 2 in Berührung mit der Kontaktreihe A¹ sind. Der Strom geht durch Kontakt 10 der Reihe A¹ zu Kontakt 11 dieser Reihe und fließt von dort durch Anker rf¹, Kontakt 13 (Reihe A¹), Kontakt 12 (Reihet¹) Anker d² und Kontakt 14 (Reihe A¹) nach Kontakt 15 (Reihe ^L¹). Von dort geht er nach Kontakt IO der Reihe B² und findet hier nur einen einzigen Stromweg auf Trommel B^x, und zwar nach Kontakt 6 der Reihe B². Der Strom geht darauf weiter durch die Reihenwicklung des einen Motors nach Kontakt 8 der Reihe B² und von dort durch die Kontakte der Trommel B^x nach Kontakt 7 der Reihe B², von wo aus er nach Kontakt 17 der Reihe A¹ zurückkehrt und zu Kontakt 16 dieser Reihe gelangt. Von dort fließt der Strom nach Kontakt 6 (Reihe A¹), durch Anker rf³, Kontakt 4 und 5 (Reihe A¹) und Anker rf⁴ nach Kontakt 3 (Reihe A¹), worauf er nach Kontakt 7 der Reihe B¹ und weiterhin Kontakt 6 (Reihe B¹) geht. Er geht dann durch die Reihenwicklungen f des anderen Motors nach Kontakt 8 der Reihe B¹, fließt von hier nach Kontakt 10 der Reihe B¹, durchläuft die Kontakte 20 und 21 der Reihe /I¹ und fließt dann zur Erde. Gleichzeitig geht Strom vom Kontakt 10 der Reihe A¹ nach Kontakt 8 dieser Reihe und weiter durch den Widerstand w² nach Kon-, takt 7 der Reihe A¹. Er fließt darauf nach Kontakt 1 der Reihe B¹, von dort nach Kontakt 2 dieser Reihe und durch FeIdwicklung e¹ zu den Kontakten 4 und 3, durch Feldwicklung e², Kontakte 5 und 11, Feldwicklung e^s, Kontakte 13 und 12, Feldwicklung e⁴ nach Kontakt 14. Von dort geht der Strom nach Kontakt 11 der Reihe B² und durch Feldwicklung e^s zu den Kontakten 13 und 12 der Reihe -B², von wo aus er durch die Feldwicklung e⁴ zu den Kontakten 14 und 2 (Reihe B'¹), weiter durch Feldwicklung e¹ zu den Kontakten 4 und 3 und durch FeIdwicklung e² schließlich nach Kontakt 5 geht.' Von dort geht er nach Kontakt 1 (Reihe B²) und weiter zu den Kontakten 20, 21 der Reihe A¹ und dann zur Erde. Die Richtung des Stromes ist die entgegengesetzte, wenn die elektromotorische Gegenkraft des Motors höher als die Spannung der Hauptzuleitungslinie ist.

Es sei nunmehr Bezug genommen auf die die mechanische Anordnung der Regelungsvorrichtung darstellenden Fig. 3 bis 11.

Die Hauptregelungstrommel A^x ist fest auf einer Achse A² und die vereinigte Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel B^x ist auf einer Achse B^2x angeordnet, und zwar befinden sich beide Achsen in senkrechter Lage und parallel zueinander. Die vier von Trommel B^x getragenen Kontaktreihen sind diametral einander gegenüber in zwei Paar vertikalen Reihen b¹ b^lx b² b^2x (s. Fig. 11) angeordnet. Durch die Winkelbewegung der Achse B^2x können abwechselnd zwei dieser vier Kontaktreihen in Berührung mit den zwei festen Kontaktreihen B¹ B² gebracht werden. Die Kontaktgruppe b*¹ b^lx dient dazu, die gesonderten Feldwicklungen der Motoren parallel zu schalten (s. Fig. 2), so daß die Maschinen als Reihenmotoren arbeiten, und die andere Kontaktgruppe b² b^2x dient dazu, um die genannten Wicklungen in Reihen zu schalten (Fig. 2 a), so daß die Maschinen als Verbundmotoren arbeiten. Die Winkelentfernung c. zwischen den Kontakten 'b¹ und b² und b^lx und b-^x der vier Kontaktreihen ist gerade so groß, um eine sichere Unterbrechung des Lichtbogens der einen Gruppe zu gewährleisten, bevor Berührung mit der anderen Gruppe eintritt, während die Winkelgröße β zwischen den Kontakten b¹ und b^lx und den Kontakten B² und B'^2x i8o° beträgt.

Die Anordnung dieser Kontakte ist so, daß, wenn die Trommel B^x die durch die Zeichnung dargestellte Stellung einnimmt, der Motor in der einen Richtung umläuft, und daß, wenn die Trommel um den Winkel β (i8o° oder eine halbe Umdrehung) gedreht wird, und die linken Trommelkontakte die Stellung der rechten Kontakte einnehmen, der Motor in der entgegengesetzten Richtung umläuft. Die große Winkelverstellbarkeit der Trommel um den Winkel β wirkt in keiner Weise störend auf die Arbeitsweise der Trommel, so daß die Drehung der letzteren um den Winkel α auf jeden Fall die bezweckte Umwandlung der Feldwicklung des Motors aus dem Reihen- in den Verbundzustand hervorbringt, gleichgültig in welcher der beiden äußersten Drehstellungen um den Winkel β sich auch die Trommel befinden mag. Es wird, mit anderen Worten, bei Drehung der Trommel um den Winkel α die beabsichtigte Wirkung erreicht, daß die Wicklungen des Motors in Parallelzustand sind und einen Teil der Reihenwicklungen bilden, wenn die eine Kontaktgruppe (etwa b¹ b^lx) mit den festen Kontakten B¹ B² in Berührung ist, und daß die Wicklungen im Nebenschluß- oder Verbundzustand sind, wenn die andere Kontaktgruppe (b'² b^2x) in Berührung mit den

festen Kontakten ist, gleichgültig ob die Trommel für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt (Drehung der Trommel um i8o°) der Motoren eingestellt ist. Die Drehung um den Winkel α von einer Kontaktreihe (z. B. b¹) zur anderen (z. B. V²) kann keine Umkehrung des Stromes durch die Felder des Motors bewirken, da hierzu die Bewegung des Zylinders um den Winkel ß, das ist i8o°, erforderlich ist.

ίο Auf der Achse IJ sind übereinander fest drei Scheiben A³A* A⁵ angeordnet. Achse B'^2x trägt zwei übereinander angeordnete Scheiben jB³ S⁴, von denen Scheibe .B⁴ lose auf der Achse sitzt, während Scheibe B³ geeignet mit dem Handhebel verbunden ist. g ist eine mit der Achse B'^2x durch Nut und Feder verbundene Kupplung, die sich mit der Achse dreht und gleichzeitig auf derselben durch Beeinflussung- eines Hebels G zu gleiten vermag, wodurch sie entweder Scheibe B^s oder .B⁴ der Stellung des Hebels G entsprechend mit der Achse kuppelt. Mit H ist eine Stange bezeichnet, die mit ihrem rinnenf örmigen Teil h (s. Fig. 6 und 7) unter Wirkung der Feder h^x stehend den Umfang der Scheibe Aⁱ umgreift. Letztere besitzt am Umfange die Zähne 2 bis 9, die so angeordnet sind, daß sie den Geschwindigkeitsstufen der Hauptreglertrommel entsprechen. Das rinnenförmige Ende der Stange H besitzt den Schlitz h¹ (Fig. 6 und 7) der durch die Feder h^x, die die Stange gegen die Scheibe A^ drückt, in Eingriff mit den Zähnen gehalten wird, je nachdem dieselben mit dem Schlitze zusammentreffen. Das andere Ende der Stange H besitzt den Zahnstangenteil h^a, der durch die-Wirkung einer unter Federdruck stehenden, in einem Führungsstück H¹ beweglichen Druckplatte /z⁴ in dauerndem Eingriff mit dem Zahnrad b gehalten wird. In der Stellung, in der die Teile in vollen Linien durch die Fig. 5 und 6 dargestellt sind, ist angenommen, daß das Zahnrad mit der Achse B'^ix der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel gekuppelt ist, und daß die Hauptreglerachse IJ mit der Scheibe .A⁴ in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles gedreht worden ist. Hierdurch wurde die Stange H zurückbewegt und damit das Zahnrad b zusammen mit Achse B^ix und der Umsteuerungs- und Umkehrtrommel in die geeignete Stellung gebracht, um den Antriebs- oder Reihenzustand der Motoren hervorzubringen. Wenn die Teile in dieser Lage sind, und die Drehung der Hauptreglerachse in der gleichen Richtung, wie durch den Pfeil gekennzeichnet, fortgesetzt wird, so wird der Achse B^ix der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel keine weitere Verschiebung erteilt, und zwar aus dem Grunde, weil jeder der Zähne 2 bis 9 der Scheibe A¹, indem er unter das äußere Ende der Stange H gelangt, nur darauf wirken wird, dieses äußere Stangenende entgegen der Wirkung, der Feder h^x hochzuheben. Wenn dagegen Scheibe A¹ in Richtung entgegengesetzt dem Pfeile gedreht wird, trifft jener Zahn, der zur Zeit in Eingriff mit Schlitz h¹ steht (in Fig. 6 Zahn 2), gegen das anliegende Ende des Schlitzes und schiebt bei Fortgang der Bewegung die Stange H vorwärts, bis dieselbe die in punktierten Linien in Fig. 5 und 6 angedeutete Stellung einnimmt. Dadurch wird das Zahnrad b derart gedreht, um die Winkelverstellu'ng der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel um den Winkel α herbeizuführen und die Motoren in den Brems- oder Verbundzustand zu bringen. Hat Stange H diese Stellung eingenommen, dann bewirkt eine Weiterdrehung der Scheibe A¹ in der letztgenannten Richtung keine weitere Verschiebung der Stange, dieselbe wird nur, wie schon bezüglich der ausgezogen dargestellten Stellung bemerkt, indem die Zähne unter ihr weggehen, gehoben werden. Sobald jedoch Achse A² wieder in der entgegengesetzten Richtung, in der durch den Pfeil bezeichneten, gedreht wird, wird jener Zahn, der sich dann gerade im Schlitz h¹ befindet, gegen das anliegende Ende des Schlitzes stoßen und die Stange wieder zurückschieben, wodurch die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel wieder in die geeignete Stellung gebracht wird, um den Antriebs- bezw. Reihenzustand der Motoren herbeiführen zu können.

I ist eine andere Stange unter der Stange H, die an ihrem einen Ende zwecks Eingriffs in das Zahnrad b den dem Zahnstangeiiteil h³ der Stange H gegenüberliegenden Zahnstangenteil i³ besitzt. Diese Stange / wird durch eine federbeeinflußte, in dem genannten .100 Führungsstück H¹ bewegliche Platte i⁴ in stetem Eingriff mit dem Rade b gehalten. Das andere Ende der Stange / ist mit einer Abbiegung i¹ (Fig. 8) versehen, die durch eine Feder f⁵ in der Bahn eines Stiftes a gehalten · wird, der an der oberen Fläche der Scheibe A^h angeordnet ist, wobei ein Bund i⁶ an Scheibe A², gegen den die Abbiegung i¹ der Stange / stößt, eine Grenze für den Druck der Feder f⁵ auf die Stange bildet. Die Stellung des Stiftes α zur Abbiegung i^l der Stange / ist derartig, daß, wenn Achse IJ des Hauptreglers in die Ausschaltstellung gedreht wird, der Stift die Abbiegung trifft und die Stange / um so viel, wie durch die punktierten Linien in Fig. 8 dargestellt ist, vorwärts schiebt, wodurch Zahnrad b und Achse B'^2x in eine Stellung gedreht werden, in der die Kontakte der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel den Reihenzustand der Motoren herbeiführen, so daß die Nebenschlußfeldwicklungen durch Trommel B^x an

Claims (4)

den verschiedenen Kontakten der Trommel unterbrochen werden, anstatt an nur einem oder zwei Punkten des Hauptreglers wie vorbeschrieben. Die Verschiebung der einen der beiden Stangen H oder / bewirkt natürlich vermittels des Zahnrades b eine Verschiebung der anderen Stange in der entgegengesetzten Richtung, wobei die Teile so angeordnet sind, daß diese Bewegungen ohne Hindernis vor ίο sich gehen können. Der genannte, auf die Kupplung g wirkende Hebel G ist bei gl um einen Stift drehbar und vermag sich auf diesem Drehstift außerdem längsweise zu verschieben, zu welchem Zweck er mit Schlitz g2, sowie außerdem mit Schlitz g3 versehen ist. Feder gi hält das Ende g5 des Hebels in Berührung mit der oberen Fläche der Scheibe A3. Diese Scheibe hat eine Nutung a1 (Fig. 4 und 10), und die langen Seitenkanten der Nutung sind abgeschrägt. Die Stellung dieser Nutung ist eine derartige, daß sie unter das Ende g5 des Hebels kommt, wenn der Hauptregler in die Ausschaltstellung gedreht wird, und zwar wird dann das Ende g5 unter Einfluß der Feder g* in die Nutung eintreten. Infolgedessen wird das entgegengesetzte Ende des Hebels G emporsteigen und Kupplung g außer Eingriff mit Scheibe B^ und in Eingriff mit Scheibe B3 bringen. Zu gleicher Zeit werden Ansätze ga g7 (Fig. 9) an Hebel G in solche Stellung kommen, daß Ansatz g6 außer Berührung mit der gekerbten Scheibe B3 und Ansatz g7 in Eingriff mit der mit Zahnrad b verbundenen gekerbten Scheibe B1 kommt. Wenn die Teile in dieser Stellung sind, kann AchseB2x der Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel unabhängig von dem Hauptregler um den Winkel β bewegt werden, um die Kontakte in die geeignete Stellung zur Umkehrung der Umdrehungsrichtung der Motoren zu bringen. Sobald der Hauptregler von der Ausschaltstellung fortgedreht wird, dreht sich auch Scheibe^.3, und die Nutung a1 wird aus der Lage unter dem Ende g5 des Hebels G fortbewegt, wodurch dieses gehoben wird und das entgegengesetzte Ende des Hebels G niedergeht, so daß die Kupplung wieder in Eingriff mit dem Zahnrad b gebracht ist, während die mit dem Handhebel verbundene Scheibe festgestellt wird, wodurch es unmöglich gemacht wird, die Umsteuerungsund Feldwechseltrommel anders als vermittels des Hauptreglers zu drehen. Die genannten Ansätze ga g7 bewirken also (wenn Hebel G die durch Fig. 3 veranschaulichte Stellung einnimmt) eine Freigabe der mit dem Zahnrad b verbundenen gekerbten Scheibe .B* und eine Sperrung der gekerbten Scheibe B3 und damit des Handgriffes der Umsteuerungs- und Feldwechselungstrommel in jeder anderen als der Ausschaltlage des Hauptreglers. Die Ansätze g"6 gn geben nicht eher die entsprechenden Scheiben B3 B^ frei, bis einer oder der andere der Zähne gs der Kupplung in die entsprechenden Nuten der genannten Scheiben eingetreten ist. Scheibe A3 ist ferner mit Ansätzen a2 a1 zu Seiten der Nutung a1 versehen, so daß, wenn Ende g"5 des Hebels G, wie vorbeschrieben, durch Wirkung der Feder gi niedergeht (siehe Fig. 9), eine rechtwinklige Absetzung g9 des Hebels vor den Ansätzen a2 liegt. Wird nun der Handgriff der Feldwechseltrommel von Hand zwecks Umkehrung der Umdrehungsrichtung der Motoren um den Winkel β gedreht, dann wird ein exzentrischer Teil bx (Fig. 4) der Scheibe B3 auf den Ansatz g6 des Hebels G wirken und durch längsweise Verschiebung in eine Lage drücken, in der die rechtwinklige Absetzung g9 des Hebels G in Eingriff mit den Ansätzen a2 (s. Fig. 10) der Scheibe A3 kommt, so daß während dieser Zeit der Hauptregler nicht bewegt werden kann. Die Bewegung dieses Hauptreglers kann erst wieder erfolgen, wenn der genannte exzentrische Teil von dem Ansatz gß fortbewegt wird und ge sich wieder einer der Aussparungen auf der Scheibe B3 gegenüber befindet, wodurch eine Längsverschiebung des Hebels G in die ursprüngliche Stellung durch die Feder gA stattfindet. Die genannten Scheiben B3 J34 sind in ihren Arbeits- und Ruhestellungen vor unbeabsichtigten Drehungen durch Einkerbungen, in die von Federn beeinflußte Feststellvorrichtungen b3 b* eingreifen, gesichert. Patent-A ν Sprüche:

1. Verfahren zur Regelung von zwei oder mehr Elektromotoren, bei welchen die Feldwicklungen zu dem Zweck umgewandelt werden können, um die Motoren als reihengewickelte Motoren für den Antrieb und die Beschleunigung, oder als verbundgewickelte oder Nebenschlußmaschinen zur Bremsung oder Verzögerung nutzbar zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Stattfindens der genannten Umwandlungen in dem Zustand der Feldwicklungen eine genügende Menge von Reihenwicklung im Stromkreis der Reihenfeldwicklungen beibehalten oder auch in den Stromkreis eingefügt wird, um die Felderregung aufrecht zu erhalten, wobei bei den Elektromotoren dieser Art das bekannte Prinzip der Regelung bei ■ geschlossenem Stromkreis zur Anwendung gelangt.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trommel, die mit zwei

Sätzen von mit zwei Reihen von festen Kontakten zusammen arbeitenden Kontakten versehen ist, welch letztere derart angeordnet sind, daß die Drehung der Trommel um verhältnismäßig geringe Winkel die Wirkung hat, den Charakter der Motorfeldwicklungen aus dem Reihenin den Verbundzustand und umgekehrt überzuführen, und daß infolge der Drehung

ίο der Trommel um verhältnismäßig große Winkel die Drehungsrichtung der Motoren umgekehrt wird.

3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verbindung der vereinten Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel mit dem Hauptregler in der Weise, daß sich die Umsteuerungs- und Feldwechseltrommel bei der Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Hauptreglers in Kupplung mit diesem um verhältnismäßig geringe Winkelgrade dreht, und außer Kupplung mit dem Hauptregler um verhältnismäßig große Winkelgrade gedreht werden kann, wobei der in An-Spruch 2 genannte zweifache Wechsel der Kontakte bewirkt wird.

4. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch Ι, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, durch die veranlaßt wird, daß die Umsteuerungsund Feldwechseltrommel die Stellung einnimmt, in welcher ihre Kontakte den Reihenzustand der Motoren herbeiführen, wenn der Hauptregler in der Ausschaltstellung steht, so daß im Augenblick der schließlichen Unterbrechung des Stromkreises die schädliche Lichtbogenbildung (die sonst durch Unterbrechung des Nebenschlußfeldes auftritt) beseitigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.