DE1668331U - Schaltungsanordnung bei elektrischen kurzschlussbremsen. - Google Patents

Description

Hubert Eisen ΒΑ540208·111Ι51 %

Patentanwalt
> O s s e ! d Düsseldorf* den S. April 1950»

Herderstraße 80
Fernsprecher

417

Eneodor Eiepe -Elektrotechnische Düsseldorf—Reisholz- — Bromb ergers tr» 20.

Schaltungsanordnung "bet eLok.trisch.eii Eurzschlussbremsen

Die 32rfindung "betrifft eine Schaltungsanordnung Tsei elektrischen Eurzscliluss^ireaiseiL für .elektrisch, "betriebene 3aiaxezL_t Kranaalagen. oder dergl. mit meltrerea Eleictromotoreiij insbesondere für; Reih-en— und Terb"andmotore* Burch. die Erfindung werden in einf acner tind Tallig betriebssicherer Weise die den bekannten elektrischen Eur ssehlttssbr ems en anhaftenden BTachteile, die häufig: zu. Betriebsstorxmgen und TJngläcksfallen infolge Tersagens der Earzschlttssbremse fähren» beseitigt* Die erfindungsgemässe Schaltangsanardntmg ist nicht ntir äusserst einfach; xma. rollig betriebssicner^ sondern, auch wegen des geringen ISaterialatEfwandes ttnd der za. leistenden Einbauarbeit sehr brillig, Die· neue zn— sätziieke? Schalttingsanordnung kann ohne weiteres sowohl bei a.eit bekannten, verkrettzten als aucn bei den ebenfalls bekannten "us^erkretizfeen. elektrischen l&arssehlussbremsen mit. Torteil ver— wendet werden* -

Bekanntlich, besteht die elektrische Kur^schlussbremstmg Ton elektrischen Bahnen oder dergl* darin» dass der oder di*

elektrischen, meist als Reihen- oder- Hauptstrommotore ausgeführten Antriebsmotore von der Fahrdraht leitung- "bzw» von dem Kraft— netz abgeschaltet und über einen z.B. stufenförmig veränderbaren Widerstand mehr oder weniger kurzgeschlossen werden* Während des Bremsvorganges werden also die Motore mechanisch τοπ. den rotierenden Arbeit sacks en "bzw» von den Fahrzeugrädern z.B. über ein Zahnradvorgelege angetrieben und arbeiten hierbei als selbst— erregte Stromerzeuger.. Die hierbei erzeugte elektrische Leitung wird in dem regulierbaren Bremswiderstand vernichtet, wodurch eine Bremsung der Arbeitsachsen bzw. der Fahrzeugräder erfolgt»

Die Nachteile dieser an sich bekannten elektrischen Kurz— schlussbremsen sollen nachstehend bei ihrer Verwendung zur Ab— bremsung von Schienenfahrzeugen, insbesondere von elektrischen Strassenbahnen dargelegt werden. Diese Darlegungen gelten, sinn— gemäss auch für elektrisch betriebene Krananlagen, und dergl»

Wie bereits vorstehend angedeutet,, arbeitet die elektrische Kurzschlussbremse nach dem dynamo-elektrischen Prinzip, d.h. die bisher als Antrieb arbeitenden Motore arbeiten während des Bremsvorganges ohne j ed© Fremderregung als Stromer sauger* Der von Ihnen- erzeugte Bremsstrom baut sich, infolge: der relativ geringen Feldremanenz nur langsam auf und benötigt bis zu. s einer vollen Wirkung etwa 0,6 — 0,8 Sekunden. Das bedeutete, dass z.Bv bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges; von etwa 36 km im

Strassenverkehr vor/ dem vollen Ansprechen der- Euxzachlussbremse* !

zu dem eigentlichen. Bremsweg ein zusätzlicher* Weg, von S — 10 m ! zurückgelegt wird.

Infolge der relativ geringen Feldremanettz beträgt die '

Eineat zspannung bei Beginn des Bremsvorganges je* nach der j

Motorenart 4-5 bzw. 8-10 Volt, Eine derartig geringe- Spannung \

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reicht aber häufig axe lit aus, tun. "vorhandene Übergangs wider stände der zahlreichen Anschlüsse oder oxydierte Kontakte im Fahrschalter zu durchschlagen., Infolgedessen· entsteht u.TT. überhaupt Icein Bremsstrom, sodass die Kurzschlussbremse versagt, oder sich nur ganz allmählich, unter entsprechender Terlängerung des Bremsweges auswirkt» Der gleiche Fackteil kann ζ»B, auch bei unrunden Kollektoren: der Motor« eintreten, wodurch ein Hüpfen der Schleif burst en eintritt» Durch, diese Tersager wird der Fahrer häufig zu -rollig falschen Entschlüssen, bzw* Handhabungen verleitet, wodurch die G-efahr noch weiter- erhöht wird.

Ferner kann bei den bekannten Kurzschlussbremsen die auf den Radumfang übertragene Bremskraft sehr leicht über die zulässige Haftreibungsgrenze zwischen Schiene und Rad gesteigert werden, sodass die Räder des Fahrzeugesins Schlüpfen kommen und hierbei die Bremswirkung auf das gesamte Fahrzeug auf einen geringen Bruchteil absinkt»

Die grosste Gefahr bei der elektrischen Kurzschlussbremse besteht after darin* dass der Fahrer im. Gefahrenfalle infolge der SchreckreaktioiL ά,&α. Fahrschalter ganz durchreiset bis in die? äusserste Brestssteilung und. hierbei die während des Brems— Vorganges als; Stromerzeuger- arbeitenden Hotore völlig kurzschliesst und so? den. tzw. die Motore? blockiert► Infolgedessen. b>rlch.t das Erregerfeld zusammen.,, sodass eine nur geringe Bremswirkung erzielt wird*

Sie? Erfindung geht vom der* Üaerlegung: arts* dass "bei elektrischen: KurzschlussbreiBsen: der völlig sichere Einsatz der Felderregung der- während des Bremsvorganges als Stromerzeuger arbeitenden Motors erforderlich. iste_r der jedoch durch die bisher übliche Selbsterregung: nicht sichergestellt werden kann»

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Die erfindungsgemässe zusätzliche Schaltungsanordnung Tjesteirfc nun darin, dass eine die Feldwicklungen der Antriebs— motore speisende Gleichstromquelle vorgesehen ist, -welche im Augenblick des Bremsbeginnes über einen vom Fahrschalter betätig ten. S ehalt kontakt und über: einen Ausgleichwiderstand, der in an sich bekannter Weise die zwischen Anker und Feldwicklung eines jeden der beiden Motore liegenden Punkte verbindet, mit den Feldwicklungen der Motore verbunden wird. Die Spannung bzw. Leistung dieser Gl eich Stromquelle, ist zweckmässig so bemessen, dass bei einer normalen Stundengeschwindigkeit, von ca. 22. - 25 km des Fahrzeuges eine Leerlauf spannung Ton. etwa - 250 ToIt. der während des Bremsvorganges als Stromerzeuger arbeitenden Motore sich ergibt. Bei, einer derartigen Spannung ergeben sich keine Schwierigkeiten durch oxydierte Kontakte oder dergl*,. da diese durch die Spannung¹ von etwa 200 ToIt ohne weiteres durchschlagen werden.

Durch, die erfindungsgemässe, bei Beginn des Bremsvorganges einsetzende Fremderregung; ist der sofortige Einsatz der Wirkung der elektrischen Kurz schlus sbr ems e unbedingt sichergestellt» Während bei der bisher ν erw end et en Selbsterregung der Eurzschlussbremser und bei ihrer ordnungsgemässen Bedienung durch: den Fahrer einerseits der Aufbau der Selb st erregung fneigewisse 2TeIt. - etwa Ο,δ — Q_rS Sekunden — „beträgt* und

bei fortschreitendem Bremsweg die OisdrehungszahL der atlsi Stromerzeuger arbeitenden. Motor« immer geringer wird, und damit auch, die Bremswirkung rasch abnimmt, setzt bei der erfinduagsgemassen Fremderregung die Bremswirkung sofort ein,, die auch bis zum völligen. Stillstand des' Fahrzeuges erhalten bleib;* ρ weil aich bei kurzgeschlossenem Anker eine genügend

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starke Felderregung: vorhanden ist» Bei der erfindungsgemässen Anordnung "bleibt- der anpassungsfähige Charakter des als Haupt— strommotor geschalteten Antriebsaggregates "heim Fahren völlig erhalten» Die neuartige Bremsschaltung gi"bt jedoch, dem Haupt— strommotor einen derartigen, nebenschlussartigen Charakter» dass sie sowohl für- eine Gefällbremsung als. auch für eine Halt— "bremsung die gunstigsten Bedingungen schafft _t was bei der "bisher "bekannten Bremsanordnung nicht der- Fall ist. Auch werden "bei der neuartigen Bremsschaltung: die, hei denjjekannten Anordnungen auf_ tretenden Spannungs spitzen — hei unsachgemässer Bedienung des Fahrschalters — vermieden» Diese "bisher auftretenden Spannungs— spitzen führten vielfach zu. Erdschlüssen oder zum überschlagen von Bürste; zu. Bürste, die oft eine Beschädigung des Ankers zur Folge hatten. Hierdurch trat häufig ein Zusammenbrechen der Felderregung ein,, die sich erst, langsam wieder aufbauen konnte» Dieses ruckartige oder stossartige Aussetzen und Wiedereinsetsest der* Kurzschlussbremse "bewirkte häufig eine Beschädigung der eingebauten Zahnradvorgelege*

Semäss* eixtem. weiteren MerktasL der* Erfindung wird der Ansch^ltpunkfe dear Sleichstromquelle an dem Äusgl eichwiderstand entsprechend, giewählfe,, sodass¹ eine gleiahmassige oder je nach der- CharaiEfeeEiatik: der einzelnes. Motore- eine ungleichmissAge des ErregersfeEomea auf die beides, liotore erfolgt» je nach, Sedserfr eaztm vörhaastette "Uns^mitteteeie der breasenden Motore ausgegliches. oder hergestellt werden kann- Der Aus— gleichwiderstand, stellt somit etwa den veränderlichen Zweig einer B:rackenschaltung: dar.

Zur weiteren Anpassung sn die gegebenen Verhältnisse ist! zwischen der Gleichstromquelle und ihrem Anschaltpunkt an dem

Ausgleichswiderstand ein veränderlicher Yorschaltwiderstand vorgesehen. Auch, kann gemäss einem weiteren Vorschlag die Spannung der Gleichstromquelle selbst veränderlich sein.

Normalerweise wird als Gleichstromquelle; eine Akkumulatorenbatterie verwendet. Ss kann aber auch eine evtl., von der Fahrzeugachse oder anderweitig angetriebene Gleichstromdynamo, ein vom Fahrstrom aufgeladener Kondensator oder eine unmittelbar vom Fahrdraht entnommene Gleichspannung verwendet werden·

Die vorzugsweise aus einer· Akkumulatorenbatterie bestehend Gleichstromquelle- ist parallel zu den Feldwicklungen der An— triehsmotare. geschaltet _f infolgedessen vermag sie "bei geeigneter Bremsung den infolge üb er zieh ens der Bremse "bzw. hei Durchreissen. der- Fahrkurbel "bis in die äusserste Bremsstellung überschüs— algen. Bremsstrom aufzunehmen, wodurch gleichzeitig eine AufIa-* •dung der Batterie erfolg». ^'

Die erfindungsgemässe Anordnung kann auch gleichzeitig in. an sick "bekannter Weise als· Nutzbremse: dienen* wobei der durek den Bremsvorgang sich ergebend« überschüssige· Strom in die Fahrdrahtleitung: bzw. in das Bxafteaefc-zr zurückgelierert wird. r/ Zur/ Krläuterung" der Erfindung und ihrer Wirkungsweise sind in der- Zeiclmung' eirtige der- möglichen Schaltungsanordnungen des EdTindungsgegenstandes dargestellte _f und es bedeutent Figur X ··.·.»·■·■ D'ie erfindungsgemässe Anordnung

■ , bei einer unverkreuzten Bremsschaltung,. '

Figur: S _m ... . . die erfinaungsgemässe Anordnung bei

einer verkreuzten Bremsschaltung·

<±en Figuren 1 und 2. ist dexr Schaltzustand bei unverkreuzter und bei verkreuzt er Bremsschaltung beim Übergang zur Brems— stellung: gezeigt. Gemäss Figur 1 sind die beiden Antriebs—

motor® Tjzw.. deren. Anker 3 mi 4 mit" den. z-o.greh.3rigen. Feldwicklungen. 1 und. Z in. Reike- gesenaltetv Die "beiden^ zwischen dem Anker 3 und der- Feldwicklung· 1 "bzw», zwischen, dem Anker 4 und der Feldwicklung. 2 liegenden Funkte^ sind über einen Ausgleichwiderstand 7 miteinander v-erbundenv Ton einem geeigneten Anschaltpunkt 8 des= Ausgleichwiderstandes: T führt eine Verbindung über den Sckaltfcontakfe S uad über einen esrfcl*. veränderliclien Tor schaltwiderstand S zvi der Sleiciistroma^tLeiHe 5* deren, anderer Pol an Masse liegt* Sie freien Pole- Txzw- Biixstea der Anker S_t. 4 sind gemeittsant mit dem Treranderbarezr Bremswiderstand 10 verbunden*, dessen zweiter Pol efeenTalls· an Masse liegt* Da Augenblick des Bremsbeginaes wird durch, den Fahrschalter — in der Zeichnung nich-t dargestellt — der Kontakt S geschlossen^, sodass sich, zwei parallel geschaltete StraBnrege; für den aus der ffl eich stromquelle 5 entnommenen SrregerstronE erge"ben.i

1) MiEOispoi (Masse) — Batterie 5" — Torschaltw-iderstaa.

Kontakt 5 — Ausgleichwiderstand ? —,Feldwicklung 1 ■·*'

ifesae urtöi' : - ■

Z)' MizmsgoiL C^ESse)- — Batterie g — Torsckaltwider—

stasel B — Cosfeafefc S — ÄrsgEelcnwiderstand. 7 -* -■■■".' Feldteicidung 2 — Masse« -■*" -■■'-.

Sie iawe±lig;e? StEoisrfcfiLtuiig; ist daEttlt Pfeile? gekemizeichne*. Ber dsr CSleiciiatromiiiielle- S -eatsouffiten« Srregerstrout ufrerlagert s=ick mit d'em 7os .Sztfcer- S "fezw^ Anker 4L· gelieTerteiL Strom. .Sie Erregung; der· teidea Felder¹ ί_ΨΖ s^Äfe sofort νσΐΐ eim und "bleibt auek "&ein£; Bxtjsakseis&em der· Fakrkttrfrel. "feis; im die äusserste Bremsst ellung; eritaltea- Auch, lter immer- langsamer^ werdender SescfcwindigkaEit: d.es& abzttbreffisendes. Fahrzeuges Isleibt "die Feld— erregung; erhaltest*, sadass eine Bremsung "bis- zum Stillstand des

sicnergesteElt- isEfe· -■-„■-

■ ■ . - S -

lie· "bereits often, erwähnt, erfolgt ein sicheres Ansprechen der erfindungsgemässen. Bremsschaltung sowohl "bei grossen als auch "bei kleinen. Fahrgeschwindigkeiten. Wächst nun der Bremsstrom "bzw., die Bremsspannuag z.B.- "beim Durcrhreissen d«r Fahrkurbel zu stark aa,, so sind die von ilen. Ankern 3* 4 gelieferten Brems— ströme "bzw* Brems spannungen grosser als die Spannung der Gleichstromquelle· 5_r sodass sich die Stromrichtungen in dem Ausgleichwiderstand, 7 umkehren und die. Batterie 5 aufgeladen w-ird*

Bei der in Figur 2 gezeigten Trerkreuzten Bremsschaltung spielen sich grundsätzlich die analogen Torgänge afc, wie bei der in Figur 1 gezeigten umrerkreuaten Bremsschaltung-, Da sowohl die verkreuzte? als auch die unrerkreuzte Bremsschaltung*■ jedoch ohne die ausätzliche srfindungsgeaässe Terhesserung», seit langem "bekannt aindj. soll auf ihre Wirkungsweise im einzelnen nicht näher eingegangen werden» da sie- ebenfalls als allgemein "bekannt Torausg,esefesfe werden kann*

Bei deat im der Zeichnung dargestellten; Äusführungs— E clear Erfindung: sind; nur zwei Äatrie&jsaggregate ange-Siae "kSwEtem Jedacit an sick "belteMs Tiel« Äntriehsaggregate

gelatngea. Die erfinduagsgemässe Anordnung; arbeitet Sle^ck3?troanet2ieit seIs* auek im Weekselstromnetzen.^

im der Bremsstellung unabhängig λγοοε Hetzstrom ist»

a η s ρ r ü c h e t

Claims (1)

1. X/j ScliaLtxittgsaDiordnimg bei eleic-brisclieiL

   Eraomotoare oder dergl· inife melnrereit Elefctrs— _r insTjesondeir« für· Eeiiteir— und dadaxck geJcenazeickaefe, dass eine die

   (l_t Z) der* Motoranker (3_r 4) speisende (iLeiciisferoiaqctelle Torgeseiiea isii,.. welcite im ÄaigeiLlaXiciE. des Bremsfceg±nse& über- einem ^rom Faiirsekailiteear'Tie'feä.-feigfeea SchaifelcoiEfeaüEfe C vcaäL eiaeit ÄtLSgleieiEspiderstaad (7) _r dear im ait sick Weise die 2»isck«EE ftgfceg nad Feldwiafeiang eiaes ΐβΛβϋ der Möfeor« liegenden; FmrTcfce? Trerfeindefe», lai-fc d«tt Feldwicic ζ\* 2t)= gIo? SBagoüreF C^ &Ϊ iperinittdem wird*

   E^) SckaLtongsan-ardnong: naek ^nspruek ΐ^ ^ j

   dass Saat ÄESgtLeiciE "fezsf* scor KersfeeUxmg; einer· gegebenen— !

   TTnfcrig der- "brenraenden. Mstore· (S^, 4) j

   an* dem j

   nacit Änsjtrucife 1; und. £* dadurcn dassr zwischen, der· Gleicastromqiielle; C 5) vaäL iisxesat Auscha.U^imikt QS} so. <Zem AxESgieic-iiwiderstand ζ7 eia Trerinderlickear ITorscitalfewidearstrand. CS) Torgeseiten,

   - ir -

   nach. Anspruch L — 3, dadurch gekenn—

   zeichnet* dass die Spannung- der Gleichstromquelle ( 5)
   selbst; veränderlich istv

   EJO Schaltungsanordnung na<sk Anspruch L —■■ 4_r dadurch gekenn,— zeichnete *, das:» ala GleidkaferomqiieiLLe (.5) eiae

   e^ eine evfcl·. ττοπ: der Fahrzeugaclise oder= anderweitig aagetrietjeae: ^ledakstxoiadyÄama^-eim. Tom. FahrstiroiE axcCgesLadeÄeE" EOAdensafeor oder eine oamitt eL"bar Tom Fahr— dralife eaünomiaeite GXe-iokapaniittiig dient·

   Scttaltim.gsaitordttiiiig' nach Ansprucrh. 1 —■ 5> dadurch, gekenn— zeicixn-et_r dass die parallel, zu den Feldwicklungen (I* 2) der/ Mofeoranker (S₁, 4) gescrkaltete Gleiciistrom^uelle- C^)
   so T3em.essen. isfe_r dass ΐβι zu starkem Anwachsen des
   atromesi^ zvB» "Qei tiberzieüien. der/ Breanse "bzw*, !sei
   reisseeir der Fakrkurbel. "bis in. die äusaerste Bremsstellung _f dear üfeerscEhixssige BreEESstrom aufgenommeit und hierdurch:
   die Batterie gleidEzreitig; geladen wird·. .

   SckaXfetmgsaa.©rdatmg; sack 'Ansprucli 1- — S^ dadurch: gekenn—

   aie gleichüaeitig als· Ifu&z&remae dient und dem Breias^orggaiig siair ergelesidem uberschiusaigert