DE206972C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 206972 — KLASSE 63 c. GRUPPE

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der elektrischen Kraftübertragung zum Antrieb von Motorwagen besteht in der Anordnung der Stromschalter und anderer Organe, welche man zur Verteilung des Stromes in den Stromkreis zwischen der Dynamomaschine und den Motoren einschalten muß. Da die meisten Vorrichtungen einen Strom von sehr hoher Spannung und großer Intensität abzuleiten

ίο haben und dabei doch von geringem Umfange sein sollen, so leiden sie im allgemeinen sehr unter den sich bildenden Funken.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Transmission mit einer Dynamomaschine mit Verbundwickelung und bezweckt das Ausschalten des oder der Motoren ohne Unterbrechung des Hauptstromkreises, so daß also die Entstehung von merklichen Funken vermieden wird. Da die Dynamomaschine teils durch eine Nebenschlußwickelung, teils durch eine in gleichem Sinne wirkende Reihenwickelung erregt wird, so genügt es zu dem angegebenen Zweck, an der Dynamomaschine eine zweite in Reihe liegende Wickelung an-' zuordnen, die den beiden anderen entgegenwirkt und einen höheren Wert besitzt als die erste in Reihe liegende Wickelung. Diese entmagnetisierende Wickelung ist während der normalen Erregung auf sich selbst oder auf einen Regulierwiderstand kurzgeschlossen.

Die zur Verwendung kommende elektrische Transmission umfaßt also eine Dynamomaschine, deren Anker in gewöhnlicher Weise gewickelt ist, während das Magnetsystem folgende Erregerwickelungen besitzt:

1. eine Wickelung im Nebenschluß;

2. eine mit der erwähnten Nebenschlußwickelung gleichwirkende, in Reihe liegende Erregerwickelung, die in die Hauptstromleitung eingeschaltet ist;

3. eine den beiden erwähnten Wickelungen entgegengesetzt wirkende, in Reihe im Hauptstromkreis liegende Wickelung, die bei gewöhnlicher Erregung der Maschine kurzgeschlossen ist. ..

Wenn diese letzte Wickelung in den Stromkreis eingeschaltet ist, so gleicht sie die Wirkung der mit der Nebenschlußwickelung gleichwirkenden Reihen Wickelung mindestens aus oder wirkt ihr in stärkerem Maße entgegen, so daß sie die Erregung der Dynamomaschine verhindert. Der Strom wird also ohne Unterbrechung des Hauptstromkreises ausgeschaltet.

Die beiden freien Pole der Maschine, die mit den in Reihe liegenden Feldwickelungen in Verbindung stehen, sind unmittelbar an die Motoren des Wagens angeschlossen, und zwar mit oder ohne Einschaltung eines Umschalters, der dazu dient, die Stromrichtung in dem Motor umzukehren. Um zu verhindern, daß dieser Umschalter, der im Hauptstromkreis liegt, den Strom unterbricht, wird er durch eine einfache Sperrvorrichtung mit dem Organ in Verbindung gebracht, das den Kurzschluß der entmagnetisierenden Wickelung herstellt oder beseitigt, so daß der Umschalter nur bewegt werden kann, wenn der Strom in dem Stromkreis aufgehoben ist. Es kann also ein Funke nicht entstehen. An den Motoren können die Feldmagnetwicklungen ein-

fach in Reihe liegen oder außerdem noch eine zweite Wickelung im Nebenschluß zu den Bürsten und entgegengesetzt zu der Reihenwickelung besitzen, so daß ein sehr veränderliches Drehmoment mit geringen Änderungen der Stromstärke erzielt werden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt. Fig. ι veranschaulicht das Schaltungsschema mit der Schaltvorrichtung in Vorderansicht und teilweisem Schnitt. Fig. 2 zeigt die im Ruhezustand befindliche Schaltvorrichtung in Seitenansicht mit teihveisem Schnitt. Fig. 3 ist eine gleiche Ansicht wie Fig. 2, aber in der Fahrtstellung.

A ist die Dynamomaschine, die für gewöhnlich teils durch eine Nebenschlußwickelung B, teils durch eine Reihenwickelung C erregt wird. Sie besitzt außerdem eine in Reihe geschaltete, entmagnetisierende Wickelung D. Der von den Bürsten dieser Dynamomaschine ausgehende Hauptstromkreis geht zunächst durch die Reihenwickelung C zum Motor E und alsdann durch einen durch Aufliegen seines Schalthebels auf dem toten Kontakt für gewöhnlich kurzgeschlossenen Widerstand F und die durch das Segment H miteinander verbundenen nachgiebigen Finger G zurück zur Dynamo. In diesem Stromkreis liegt ein Umschalter /, durch den die Polarität der Feldmagnete der Motoren so umgeschaltet werden kann, daß die Motoren rückwärts laufen. Dieser in gewöhnlicher Weise konstruierte Umschalter wird durch einen Handhebel / gedreht.

Das Segment H, das bei normalem Gange die entmagnetisierende Wickelung D kurzschließt, wird durch einen Trethebel K bewegt, den eine Feder L beständig in die in Fig. 2 dargestellte Ruhelage zu führen strebt. In dieser Ruhelage wird der Kurzschluß der Wicklung D unterbrochen, und die Wickelung liegt alsdann im Hauptstromkreis in Reihe, wodurch die Erregung der Dynamomaschine verhindert wird.

Die Sperrung zwischen dem Umschalter I und dem Trethebel K wird bewirkt durch einen Sektor N, der auf der Drehachse des Trethebels K sitzt, die auch das Segment H trägt. Im Bereich' des Segmentes N sitzt auf der Walze des Umschalters / eine Scheibe O. Diese Scheibe hat drei Ausschnitte P₁P' und P", die sich nur dann unterhalb des Sektors N befinden, wenn sich der Umschalter entweder in der Stellung für Vorwärtsgang oder in der für Rückwärtsgang oder in der Nullage befindet, so daß nur in diesen Stellungen der Trethebel K so bewegt werden kann, daß die Wickelung D kurzgeschlossen wird, da nur in diesen Lagen der Sektor N in die Ausschnitte der Scheibe O eintreten kann. Andererseits ist alsdann jede Bewegung der Umschalterwalze I unmöglich gemacht.

Mit dem Trethebel K ist noch ein Schieber Q verbunden, der sich entweder vor oder hinter dem Vergaser des die Dynamomaschine antreibenden Wärmemotors befindet und die Gaszufuhr zum Wärmemotor regelt. Der Schieber gibt die kleinste Durchlaßöffnung frei, wenn sich der Trethebel in seiner Ruhelage befindet (Fig. 2).

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Ist der Wagen in Ruhe und will man den Wärmemotor in Gang setzen, so überläßt man den Trethebel K sich selbst, so daß infolgedessen nur eine ganz geringe Gasmenge einströmt. Die Dynamomaschine dreht sich alsdann mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als ihre Erregungsgeschwindigkeit. Die Reihen Wickelungen C und D wirken einander entgegen, da ja die Wickelung D jetzt nicht kurzgeschlossen ist. In der in Fig. 2 dargestellten Lage des Trethebels liegen nämlich die Finger G an einer Isolierstelle M ■ des Segmentes H an. Die entmagnetisierende Wickelung D ist so berechnet, daß sie in ihrer Wirkung stärker ist als die Erregerwickelung C. Die Dynamomaschine wird also überhaupt nicht erregt, da ein etwa entstehender Stromkreis in entgegengesetztem Sinne wie die Nebenschlußwickelung wirken würde, die das magnetische Feld der Maschine erzeugt.

Will der Wagenführer abfahren, so bewegt er den Trethebel K und schließt dadurch die Wickelung D kurz Infolgedessen können die Wickelungen B und C voll zur Wirkung kommen, die Dynamomaschine wird erregt, und der Wagen fährt mit einer Geschwindigkeit, die sich danach richtet, wie weit der Trethebel gedreht wird und wie weit er demnach die Gaseinströmung zum Wärmemotor öffnet.

Da es für die Selbstregulierung der Maschine nötig werden kann, den Wert der durch den Nebenschluß erzeugten Erregung und die durch die Reihenwickelung erzeugte Erregung zu verändern und einander proportional zu machen, da unter diesen Verhältnissen die Maschine vollkommen selbstregelnd ist, so ist bei F ein Regulier widerstand angeordnet, der mit den Polfingern G der entmagnetisierenden Wickelung in Reihe liegt. Dieser Widerstand gestattet es, die entmagnetisierende Wickelung mehr oder weniger in Nebenschluß zu legen, wobei von gänzlichem Kurzschluß ausgegangen und die Wickelung bis zur vollen Wirkung in Reihe eingeschaltet werden kann. Hierdurch ist es auch möglich, dem Wärmemotor die höchste ausnutzbare Geschwindigkeit zu geben und dadurch die höchste Leistung zu erzielen.

Will der Wagenführer die Fahrt verlangsamen, so vermindert er die Gaszufuhr, indem er den Trethebel mehr oder weniger los-

läßt. Will er die Motoren ganz außer Wirkung bringen, also das erzielen, was bei einem ausschließlich mit Wärmemotoren betriebenen Wagen durch Abkuppeln des Motors geschieht, so überläßt er den Trethebel vollkommen sich selbst, so daß der Hebel unter dem Einfluß der Feder L in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurückkehrt. Hierdurch wird nicht nur der Gaszutritt auf ein Mindestmaß zurückgeführt, sondern es wird auch der Kurzschluß der entmagnetisierenden Wickelung!) beseitigt, so daß fast der gesamte Strom plötzlich durch diese Wickelung hindurchgeht, wodurch augenblicklich der Spannungsunterschied an den Klemmen der Dynamomaschine sinkt und der Strom beseitigt wird. Zum Ausschalten der Elektromotoren ist also keine Unterbrechung des Hauptstromkreises nötig. Um die den Motoren zu geführte Energie vom Nullwert bis zum Maximum steigen zu lassen, bedarf es, wie ersichtlich, nur der Herstellung eines Kurzschlusses eines Teiles des Hauptstromkreises, ohne daß dieser Hauptstromkreis unterbrochen wird. Um die Energie vom Maximum auf den Nullwert zurückzuführen, wird der Kurzschluß unterbrochen, ohne daß der Hauptstromkreis selbst unterbrochen wird. Die Verbindung geschieht zwischen zwei Punkten annähernd gleicher Spannung und ohne nennenswerte elektromotorische Kraft, so daß sich diese Herstellung und Aufhebung des Kurzschlusses infolgedessen ohne nennenswerte Funkenbildung ausführen lassen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für elektrisch betriebene Motorwagen mit einer von einem Explosionsmotor angetriebenen Dynamomaschine, die teils durch eine im Neben-Schluß zu den Bürsten gelegte Wickelung und teils durch eine im gleichen Sinne wirkende, in Reihe geschaltete Wickelung erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Erregerwickelung in Reihe geschaltet ist, die in entgegengesetztem Sinne wie die beiden ersten Wickelungen und mit mindestens der gleichen Stärke wirkt, und die beim Antrieb des Fahrzeuges auf sich selbst oder einen Regulierwiderstand kurzgeschlossen ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Kurzschließen der zweiten Erregerwickelung dienende Organ derart mit einem Einlaßventil des Explosionsmotors verbunden ist, daß das Einlaßventil gleichzeitig mit der Bewegung des Kurzschließens geöffnet und bei Aufhebung des Kurzschlusses ganz oder nahezu geschlossen wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.