DE199036C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

199036 -KLASSE 20/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Juni 1907 ab.

Bei elektrischen Fahrzeugen mit. zwei oder mehr Treibmotoren, die je eine Achse antreiben, kommt es oft vor, daß. bei Entwicklung von großen Zugkräften, z. B. auf einer Steigung oder beim Anfahren, ein Radpaar auf den Schienen zu gleiten beginnt, so daß die Geschwindigkeit des zugehörigen Treibmotors, erheblich größer als die der anderen Motoren wird. Wenn nun die Geschwindigkeit eines der Motoren steigt, so steigt auch die gegenelektromotorische Kraft, so daß infolge Abnahme der Stromstärke die Zugkraft in gefährlicher Weise vermindert wird. Um die Motoren wieder auf die höchste Zugkraft zu bringen, muß man dann • die Stromzufuhr unterbrechen und zeitweise Widerstandsteile, welche ausgeschaltet waren, um die Motoren zu beschleunigen, wieder einschalten.

. Gemäß der Erfindung geschieht die Stromunterbrechung bei erheblichem Unterschied in der Geschwindigkeit selbsttätig, indem der Stromunterbrecher durch eine selbsttätige Vorrichtung geöffnet wird, die aus . Elektromagneten besteht, die von der Differenz der Gegenspannungen an den Motorankern erregt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf zwei Motoren, die nach Art der elektrischen Vielfachsteuerung gesteuert werden, dargestellt. Die Anwendung der Erfindung ist aber nicht auf derartige Steuerungen beschränkt.

Auf das bewegliche Kontaktstück eines Differentialrelais wirken zwei in entgegengesetztem Sinne gewickelte Elektromagn.etwindungen ein, die zu den Ankern der Fahrzeuge parallel geschaltet sind. Für das Relais ist . ein Brückenkontaktstück, welches die Stromzufuhr unterbricht, angeordnet, falls die. beiden Magnetwicklungen in verschiedener Weise erregt werden.

Die Anker 1 und 4 der Motoren und die Feldrnagnete 5 und 7 erhalten ihren Strom von der Zuleitung 9 aus. Eine Anzahl Schalter wird durch den Hauptregler 10, der die Stellungen a, b, χ und y einnehmen kann, gesteuert, wodurch die Erregerspulen ' der Schalter, die die Motorenstromkreise herstellen, Steuerstrom von der Batterie 11 erhalten. .

Die Ankerstromrichtung der Motoren bestimmt sich durch die Umschalter 12 bis 19. Steht der Hauptregler IO in der Fahrstellung α, so fließt Strom von der Batterie 11 zum Kontaktstück 20, den Kontaktringen 21,22, von denen Ring 21 zuerst mit den Kontaktstücken 23, 24 in Berührung kommt, worauf der Kontaktring 22 mit dem Kontaktstück 26 sich berührt. Vom Kontaktstück 23 geht Strom durch die Leiter 27 zu der Spule des Hauptschalters 28, alsdann durch den Leiter 29, durch Kontakte 31, 32 des Schalters 33, die in der Normalstellung geschlossen sind, durch den Leiter 34 zur Batterie 11 zurück. Vom Kontaktstück 24 fließt Strom durch den Leiter 30 zu den Spulen der Schalter 12, 15, 17 und 18, die den Drehsinn der Motoren bestimmen, und über Kontakte 31, 32 zur Batterie zurück.

Weiter fließt Strom vom Kontaktstück 26 durch den Leiter 37 und den Brückenkontakt 38 des Schalters 39 (Brücke 38 berührt die Kontaktstücke 40 und 41, wenn Schalter 39

offen ist), über 41 und 40 fließt der Strom weiter zur Spule des Schalters 42 und über 29, 31 und 32 zur Batterie zurück. Durch Erregung der angeführten Spulen werden die [ Schalter 28, 12, 15, 17, 18 und 42 geschlossen, und es ist mithin ein Motorenstromkreis geschlossen von Leiter 9 über Schalter 28 und 12, Anker 1, Schalter 15, Feldmagnetwicklung 5, Spule 43 des Schalters 52, Widerstandsteile 47 und 48, Schalter 42, Widerstandsteile 49 und 50, Feldmagnetwicklung 7, Schalter 17, Anker 4, Schalter 18 und Leiter 3 zur Erdleitung 51. Man erkennt hieraus, daß die Motoren zuerst in Reihenschlußschaltung geschaltet sind, und zwar mit den Widerstandsteilen 47, 48, 49 und 50 im Stromkreis. In der ersten Zeit nach Schluß· des Schalters 42 ist der Strom, welcher im Motorenstromkreis fließt, in der Regel genügend stark, um die Wicklung 43 des Schalters 52 so stark zu erregen, daß der Schalter 52 geöffnet wird; dies dauert so lange, bis die gegenelektromotorische Kraft der Motoren genügend mit der Geschwindigkeit gestiegen ist, um die Stromstärke zu verringern und den Schalter 52 wieder fallen zu lassen. Durch dieses Spiel des Schalters 52 wird selbsttätig und in Abhängigkeit vom Motorenstrome d. h. der Motorengeschwindigkeit, die Ausschaltung der Widerstände 47 bis 50 aus dem Motorenstromkreise bewirkt.

Wenn nämlich der Schalter 52 geschlossen ist, so bildet sich ein Stromkreis vom Kontaktstück 23 über Leiter 27 und 35, Schalter 52, Leiter 36, Kontaktstücke 56 und 58 (welche durch den Ringkontakt 57 verbunden sind, wenn der Regler entweder die Stellung a oder χ einnimmt) über den Leiter 59, Kontakte 60 und 61 (welche durch das Brückenstück 62 bei geschlossenem Schalter 42 verbunden sind) über Leiter 63, Kontakte 64 und 65 (welche durch das Brückenstück 66 bei geöffnetem Schalter 67 verbunden sind) über die Spule des Schalters 67 und über den Leiter 29 zur Batterie zurück.

Hierdurch wird der Schalter 67 geschlossen und damit der Widerstand 47 kurzgeschlossen. Gleichzeitig wird das Kontaktstück 64 vom Brückenkontakt 66 getrennt und kommt in Eingriff mit dem Kontaktstück 69, welches dann auch mit Kontaktstück 70 in Verbindung steht, so daß der Steuerstromkreis nunmehr vom Kontaktstück 64 weiter geht über Kontaktstück 69 und Kontaktstück 70 zum Kontakt 71 und der Spule des Schalters 72, um letzteren zu schließen und den Widerstandsteil 48 kurzzuschließen. Das Kontaktstück 66 - des Schalters 67 ist jetzt in Eingriff mit den Kontakten 65 und 73, welch letzterer vom Leiter 27 über die Kontakte 75 und 74 Strom erhält, denn diese Kontakte sind durch das Brückenstück 76 verbunden, wenn der Schalter 39, wie dargestellt, offen steht. Auf diese Weise wird der Schalter 67 in der Schlußstellung unabhängig von dem Schalter 52 festgehalten, da seine Spule nunmehr unter Umgehung des Schalters 52 Steuerstrom von der positiven Klemme der Batterie über den Hauptregler 10 erhält. Die Bildung neuer Steuerstromkreise und Umschaltung dieser wie sie für den Schalter 67 angegeben sind, wiederholen sich nacheinander auch für die Schalter 72, 77 und 78, die die Widerstandsteile 48, 49 und 50 kurzschließen. Es werden also durch Einstellung des Hauptreglers 10 auf die Stellung α oder χ die Motoren 1 und 2 über die Widerstände 47 bis 50 an die Arbeitsleitungen 9 und 51 angeschlossen, und sodann werden die Widerstände der Reihe nach selbsttätig kurzgeschlossen, wobei der Schalter 52 dafür sorgt, daß diese Kurzschließung in zweckentsprechenden, von der Stromstärke im Motorenstromkreise abhängigen Abständen erfolgt.

Wenn der Schalter 78 geschlossen ist, sind die Motoren an die Arbeitsleitungen ohne wesentliche äußere Widerstände gelegt. Hierauf schließt sich der Schalter 39; es fließt nämlich ein Steuerstrom über den Kontakt 58 des Hauptreglers 10 und die entsprechenden Kontakte der geschlossenen Schalter 42, 67, 72, 77 und 78, Leitung 79, den Kontakt 80 des Schalters 39, das Brückenstück 81, den Kontakt 82, die Kontakte 83 und 84 des Schalters 85 (welche ' durch das Brückenstück 86 verbunden sind, wenn der Schalter 85 offen steht) über den Leiter 87, die Spule des Schalters 39 und Leitung 29 zur Batterie zurück.

Sobald Schalter 39 sich schließt, wird die Spule des Schalters 42 stromlos, da die Kontaktstücke 40 und 41 ' das Brückenstück 38 verlassen. . Weiter werden die Kontakt- ■ stücke 74 und 75 das Kontaktstück 76 verlassen, so daß der Steuerstromkreis, welcher die Spulen der Schalter 67, 72, 77 und 78 erregte, unterbrochen wird und die soeben genannten Schalter sich; öffnen. Nunmehr ist der Motorenstromkreis zwischen den Feldwicklungen 5 und 7 unmittelbar über die Spule 43 und den Schalter 39 geschlossen. Es ändert sich also nichts im Arbeitsstromkreise, obgleich die Schalter 42, 67, 72, 77 und 78 sich geöffnet haben.

Ist der Schalter 42 geöffnet, so verlassen die Kontakte 60, 61 den Brückenkontakt 62, und der Steuerstromkreis vom Leiter 59 aus setzt sich nunmehr fort über die Kontakte 88,89 (die durch das Brückenstück 90 in Verbindung stehen) und die parallel zueinander geschalteten Spulen der Schalter 91 und 85 zur Steuerstromrückleitung 29. Diese Spulen werden hiernach in bekannter Weise in einen Festhaltestromkreis umgelegt.

Sobald der Schalter 85 sich schließt, verlassen die Kontakte 83 und 84 das Brückenstück 86, so daß die Spule des Schalters 39 stromlos wird und der Schalter 39 sich öffnet. Dadurch wird die unmittelbare Verbindung der Feldwicklungen 5 und 7 unterbrochen, und der Motorenstromkreis verläuft einmal vom Linienleiter 9 über Anker 1, Feldmagnetwicklung 5, über Spule 43 des Begrenzungsschalters 52, über die Widerstandsteile 47 und 48 und Schalter 91 zur Erdleitung 51 und zweitens vom Linienleiter 9 über Schalter 85, Widerstandsteile 49, 50, die Feldmagnetwicklung 7 und Anker 4 zur Erdleitung 51. Es sind also beide Motoren unter Vorschaltung von je zwei Widerstandsteilen zueinander parallel geschaltet.

Ist der Schalter 85 geschlossen, so kommen die Kontaktstücke 92, 93 und 94 mit dem Brückenstück 95 in Verbindung, so daß Steuerstrom durch Kontakt 93 über Leitung 63 dem Kontaktstück 64 des Schalters 67 und parallel hierzu durch Kontakt 94 dem entsprechenden Kontaktstück des Schalters "JJ zugeführt wird. Dadurch werden die Schal-

- ter 67 und TJ gleichzeitig geschlossen und von der Wirkung des Begrenzungsschalters 52 abhängig. In gleicher. Weise wie bei der Reihenschaltung bilden sich nun auch bei der Parallelschaltung Verbindungen, welche die Schalter 72 und 78 schließen. Auf diese Weise wird der Widerstand in jedem der parallelen Motbrenstromkreise gleichzeitig und stufenweise kurzgeschlossen, so daß schließlich die Motoren parallel zueinander unmittelbar an den Linienleitern liegen.

Wenn der Regler 10 die Stellung χ einnimmt, so sind ähnliche Stromkreise hergestellt wie bei der Stellung a, mit dem Unterschiede, daß nicht die Umkehrschalter 12, 15, 17 und 18 geschlossen werden, sondern die Schalter 13, 14, 16 und 19, so daß der Strom die Anker der verschiedenen Motoren in entgegengesetzter Richtung durchfließt. Wenn es in irgendeiner Stufe der Beschleunigung der Motoren vorteilhaft ist, ein Anwachsen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu vermeiden, so kann der Regler 10 von der Stellung α in die Stellung b gebracht werden oder von der Stellung χ in die Stellung y, in welchen Stellungen die Kontaktstücke 56 und 58 vom Ringkontakt 57 frei werden, und es ist unmöglich, dem Leiter 59 und damit den Spulen der verschiedenen Schalter Steuerstrom zuzuführen. Die bereits geschlossenen Schalter dagegen werden in solcher Stellung erhalten bleiben, da alle anderen Stromkreise ununterbrochen bleiben.

Will man die ganze Anordnung anhalten oder den Stromfluß zu den Motoren abschneiden, so kann man den Hauptregler 10 in die Nullstellung bringen, wodurch alle Schalter sich öffnen.

Um nun selbsttätig den Stromzufluß zu den Motoren zu unterbrechen, sobald der eine Motor mit anderer Geschwindigkeit läuft als der andere Motor, ist gemäß der Erfindung ein Differentialrelais in den Batteriestromkreis gelegt. Dies Relais besteht aus einem Kontaktkern 45 und zwei Wicklungen 46, 53, die zu den Ankern der Motoren parallel geschaltet sind, und zwar so, daß ihre Wirkungen auf den Kern sich für gewöhnlich aufheben, falls nämlich die Spannungen der Anker der beiden Motoren gleich sind. Nimmt aber die Geschwindigkeit eines der Motoren erheblich mehr als die des anderen zu, z. B. wenn eines der von den Motoren angetriebenen Räderpaare anfängt, auf den Schienen zu gleiten, dann wird die Spannung der einen Wicklung des Differentialrelais größer als die der anderen. Hierdurch wird der Kern 45 mit dem Kontaktstück 33 gehoben und trennt die Kontakte 31, 32. Sobald der Batteriestromkreis nunmehr unterbrochen ist, öffnen sich alle Schalter, unterbrechen den Stromzufluß zu den Motoren, und hierdurch wird die Herbeiführung der Beschleunigung von neuem notwendig. Diese Neubeschleunigung geht selbsttätig vor sich, sobald die Geschwindigkeit der Motoren wieder ausgeglichen "ist, falls der Hauptregler 10 die Stellung α oder χ einnimmt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Steuerungseinrichtung für elektrische Fahrzeugmotoren, welche je eine Fahrzeugachse antreiben, dadurch gekenn- ¹Qo zeichnet, daß in den die Motorschaltungen bewirkenden Stromkreisen ein Unterbrecher (33) angeordnet ist, welcher selbsttätig durch eine elektrisch gesteuerte Vorrichtung geöffnet wird, wenn ein bestimmter Unterschied, zwischen den Umlaufzahlen der Motoren eintritt, zum Zweck, ein Schleifen der Räder des Fahrzeuges auf den Schienen zu verhüten.

2. Steuerungseinrichtung nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, welche den Unterbrecher (33) öffnet, aus Elektromagneten besteht, die entsprechend dem Unterschiede zwischen den gegenelektromotorischen Kräften der ^X15 Motoren erregt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.