DE234599C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■- JKI 234599 KLASSE 20/. GRUPPE

GIACOMO SOMAJNI in MAILAND.

Schaltverfahren für elektrisch angetriebene Fahrzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Mai 1909 ab.

Bekanntlich

ist bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen die Verwendung von Hauptstrommotoren zum. Bremsen oder zur Verzögerung der Geschwindigkeit auf abfallender Strecke mit gewissen Nachteilen verknüpft, die namentlich darin bestehen, daß, sobald die Geschwindigkeit unter eine gewisse Grenze sinkt, die Felderregung sehr schwach wird und die Bremswirkung daher fast, aufhört.

ίο Es sind daher Schaltungen eingeführt worden, bei denen der Motor zum Bremsen als Nebenschlußmotor geschältet wurde, was sich namentlich dann als vorteilhaft erweist, wenn der vom Motor erzeugte Strom nicht in Widerständen verbraucht, sondern dem Netz wieder zugeführt wird.

Mit dem Sinken der E. M.-Gegenkraft des Ankers bei Abnahme der Geschwindigkeit nimmt hierbei der Motor wieder Strom aus dem Netz auf, und da für dieses Stadium die Nebenschlußschaltung ein zu geringes Drehmoment ergibt, wurden Vorrichtungen geschaffen, die im gegebenen Augenblick selbsttätig die Reihenschaltung wiederherstellen.

Es wurde auch vorgeschlagen, beim Bremsen die eigene Erregung der Motoren auszuschalten und eine Nebenschlußerregung aus einer besonderen Stromquelle einzuführen, die z. B. aus einer mitgeführten Batterie oder aus einem Motorgenerator besteht. Ein anderes, ähnliches System verwendet als Hilfsstromquelle einen, von den Rädern des Fahrzeuges angetriebenen Generator, der natürlich auch nur so lange wirkt, als das Fahrzeug noch eine gewisse Eigengeschwindigkeit besitzt. Das letztere System ist daher unzweckmäßig, und auch die beiden ersteren Systeme bringen Nachteile mit sich, die einmal in der Verwendung von leicht versagenden, durch Solenoide gesteuerten Schaltern, andererseits darin bestehen, daß das Mitführen einer besonderen Stromquelle umständlich ist, und daß auch hierbei, sowohl beim Anfahren als auch beim Beginn des Bremsens Widerstände vorgeschaltet werden müssen, in denen ein Teil der Energie verzehrt wird.

Diesen Nachteilen sucht nun die Erfindung dadurch zu begegnen, daß sie eine Schaltung einführt, bei der die Motoren als Nebenschlußmotoren geschaltet sind, wobei aber durch eine im geeigneten Augenblick eingeschaltete, vom Ankerstrom der Motoren erregte Hilfsdynamo das Feld der Motoren so beeinflußt wird, daß sie sich wie Hauptstrommotoren verhalten. Es kommen bei dieser Schaltung Vorschaltwiderstände im Ankerstrom ganz in Fortfall, und die Regelung wird durch Spannungsteilung und die dadurch gegebene Möglichkeit, den Ankern der Motoren verschiedene Spannungen zuzuführen, erreicht. Die Funkenbildung an den Kontakten der Steuerwalze wird dadurch verringert, daß ζ. Β. im Augenblick des Umschaltens auf höhere Geschwindigkeit das Feld der Motoren verstärkt wird, so daß die dadurch plötzlich auftretende E. M.-Gegenkraft der Motoren die Stromstärke vermindert. Erst nach dem Einschalten der neuen Geschwindigkeitsstufe wird die für diese Stufe normale Erregung hergestellt.

Diese Hilfsschaltungen werden durch eine mit der Hauptsteuerwalze verbundene Hilfssteuerwalze vorgenommen, die in dem beschrie-

beiien Ausführungsbeispiel ihren Antrieb vom umlaufenden Spannungsteiler erhält. Die Änderung in der Erregung des Motorfeldes auf jeder Hauptschaltstufe durch die Dynamo und durch Widerstände, die gleichfalls von der Hilfssteuerwalze selbsttätig ein- und ausgeschaltet werden, bewirkt auch, daß starke Stromstöße in den Motoren vermieden werden. Während einerseits dadurch, daß auf jeder Hauptschaltstufe mehrere Hilfsschaltstufen selbsttätig eingestellt werden, die Zahl der Stufen beim Anfahren gegenüber den gewöhnlichen Schaltweisen stark vermehrt erscheint, ist andererseits die gleiche Schaltung, die zum Anfahren dient, für das Bremsen zu verwenden, so daß hierfür die gleiche Anzahl von Stufen zur Verfügung steht.

In Fig. ι ist die Anordnung der Schaltung und der wesentlichsten mechanischen Teile dargestellt; die Erregerstromkreise der Motoren sind gestrichelt, die Ankerstromkreise voll ausgezogen; Fig. 2 ist ein Schaltungsschema; Fig. 3 stellt die mechanische Verbindung zwischen Hauptschaltwalze und Hilfs-

25. walze dar; Fig. 4 zeigt das Getriebe der Schaltwalzen in größerem Maßstabe.

Der wesentlichste Teil des Gegenstandes der Erfindung ist der Spannungsteiler und Regler D (Fig. ι rechts). Er besteht aus einem Motor A, dessen Anker zwei getrennte Wicklungen und zwei Kollektoren hat (Fig. 2). Beide Ankerwicklungen sind stets hintereinander an die Netzspannung geschaltet und so bemessen, daß die eine Wicklung eine höhere Spannung aufnimmt als die andere. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Netzspannung 500 V. beträgt und die eine Ankerwicklung 30-29 eine Spannung von 375 V., die andere (kleinere) Ankerwicklung 32-31 eine Spannung von 125 V. aufnimmt. Die Windungszahlen der beiden Ankerwicklungen des Motors A stehen also im Verhältnis 1:3.

Der Spannungsteiler-Motor A ist mit der Dynamo B gekuppelt. Die Feldwicklung dieser Dynamo wird vom Ankerstrom der Fahrmotoren M₁ und M₂ durchflossen (oder aber kurzgeschlossen) und besteht daher aus so viel getrennten Abteilungen, als Fahrmotoren vorhanden sind. Der von der Dynamo B gelieferte Strom dient dazu, die Felderregung der Fahrmotoren M₁ und M₂ zu verstärken oder zu schwächen, je nachdem er dem normalen Erregerstrom der Motoren gleich- oder entgegengeschaltet wird. Zum Erregen der Fahrmotoren M₁, M₂ dient der 125 V. betragende Teil der geteilten Netzspannung zusätzlich oder abzüglich der Spannung der Dynamo B. (Die punktierte Leitung in Fig. 2 ist parallel zur Ankerwicklung 32-31 geschaltet.) Die Erregerwicklungen 45, 46 und 43, 44 der Motoren M₁ und M₂ sind im Ausführungsbeispiel stets in Reihe geschaltet. In ihrem Stromkreis befindet sich noch ein Widerstand r_s (Fig. ι in der Mitte), der in verschiedenen Stellungen der Steuerwalze P kurzgeschlossen wird. Statt diesen Widerstand r_s, der dazu dient, bei bestimmten Stellungen der Schaltwalze P die Erregung der Motoren abzuschwächen, einzuschalten, könnte man auch einen Teil der Feldwicklung der Motoren kurzschließen. Zur Erzeugung des Ankerstromes der Fahrmotoren stehen die Spannungen 125 (Schaltung in Reihe mit der ersten Ankerwicklung A und parallel zur zweiten Ankerwicklung A), 375 (Schaltung in Reihe mit der zweiten Ankerwicklung A und parallel zur ersten Ankerwicklung A) und 500 V. (unmittelbarer Anschluß an Fahrleitung und Parallelschaltung zu beiden in Reihe liegenden Ankerwicklungen) zur Verfügung und werden der Reihe nach durch die Hauptsteuerwalze Q eingeschaltet.

Mit der Walze Q ist eine zweite Walze P so verbunden, daß, wenn diese letztere eine ganze Umdrehung ausführt, die Walze Q um eine Stufe verstellt wird (Fig. 3). Die Walze P hat im Ausführungsbeispiel drei Stellungen, die mit α, β und γ bezeichnet sind; werden diese in der Reihenfolge α, β, γ eingeschaltet (Pfeil α in Fig. 3), so wird die Walze Q auf einen nächsthöheren Kontakt, also etwa von 0 auf I oder von I auf II eingestellt. Bei umgekehrter Drehrichtung der Walze P, nämlich in der Reihenfolge α, γ, β (Pfeil b), dreht sich auch die Walze Q im umgekehrten Sinne.

Wie schon erwähnt, liegen die Erregerwindungen der Dynamo B im. Ankerstromkreis der Motoren M₁ und M₂. Die Walze P hat nun die Aufgabe, während ihrer Stellungen β loo und γ diese Erreger windungen kurzzuschließen. In Fig. ι ist ersichtlich, daß die vom Anker des Motors M₁ gespeiste, d. h. in Reihenschaltung mit diesem liegende Feldwicklung 37-38 von B an die Kontaktfinger 27, 28, der Walze P und die in Reihenschaltung mit Motor M₂ liegende Feldwicklung 35-36 der Dynamo B an die Finger 25, 26 angeschlossen ist. . Durch entsprechende Brückenstücke der Walze P werden nun die Feldwicklungen von B in den Stellungen β und γ von P kurzgeschlossen. In der Stellung α wird dieser Kurzschluß aufgehoben, so daß also stets dann, wenn die Walze P die Stellung α einnimmt — und das ist immer dann der Fall, wenn an der Walze Q der Übergang von einer Kontaktreihe zur anderen erfolgt (Fig. 3) —,die Dynamo B erregt wird und Strom liefert, der den Erregerstrom der Motoren verstärkt oder schwächt. Dabei ist die 12c Schaltung so eingerichtet, daß .die Feldverstärkung beim Anfahren erfolgt, die Feld-

Schwächung dann, wenn beim Bremsen die Motoren Strom an das Netz zurückgeben und dadurch das Feld der Dynamo B umkehren. Die Dynamo ist, solange die Walze Q auf einer ihrer Kontaktstellungen ruht, also fast dauernd, nicht erregt, belastet daher den Spannungsteiler-Motor A nur während kurzer Augenblicke.

Zur Einschaltung des Erregerstromkreises

ίο für die Motoren M₁ und M₂ in dem einen oder anderen Sinne dient die Schalt walze C. Sie besitzt eine Nullstellung, die Stellungen ι und 2 für Vorwärtsfahrt und die Stellungen -i und-2 für Rückwärtsfahrt. Die Bürste 33 der Dynamo B liegt an Erde, die Bürste 34 an Finger 9 des Schalters C, von den Fingern 10 und 11 des Schalters C führen Leitungen zu den Feldwicklungen der Motoren M₁ und M₂. Die Anordnung der mit den festen

ao Kontakten 8, 9, 10 und 11 zusammen arbeitenden beweglichen Kontaktstücke der Walze C ist eine solche, daß in den Stellungen 1 und 2 die Verbindungen 8-11, 9-10, in den Stellungen -i und -2 die Verbindungen 8-10, .9-11 hergestellt werden. Fig. 2 zeigt (rechts unten), wie hierdurch die Stromrichtung in den Magnetwicklungen von M₁ und M₂ umgekehrt wird.

Mittels der Kontakte 4 und 5 der Schaltwalze C wird der Spannungsteiler D, wenn angefahren werden soll, an die äußere Stromquelle gelegt. In den Stellungen 1 und -1 liegen hierbei noch die Widerstände R₁ und R₂ im Stromkreis. Nach dem Anfahren werden durch Übergang in die Stellung 2 oder -2 diese beiden Widerstände kurzgeschlossen. Mit der Walze C ist ein Hilfsschalter i verbunden, der, wenn C in eine der Stellungen 2 oder -2 gebracht wird, durch Verbindung der Kontakte 12 und 13 den Finger 16 der Walze Q an die Spannung von 500 V. und durch Verbinden von 14 und 15 den Finger 17 an die Spannung von 125 V. gegen Erde legt, während der Finger 18 dauernd an Erde liegt. Zwischen 16 und 17 besteht also die Spannung von 500 — 125 = 375 V. Die Bürsten 42 und 41 des Motors M₁ sind mit den Fingern 19 (über das Feld 38-37 der Dynamomaschine B oder über Finger 27, 28 der Walze P) und 20 (unmittelbar), die Bürsten 40 und 39 des Motors M₂ mit den Kontaktfingern 21 (über das Feld 35-36 der Dynamomaschine B oder über Finger 25, 26 der Walze P) und 22 (unmittelbar) der Walze Q verbunden. Bei den nachstehend beschriebenen Schaltungen ist vorläufig angenommen, daß sich die Walze P jedesmal in der Stellung a, also in der Übergangsstellung befindet, so daß also die Feldwicklungen der Dynamo B nicht kurzgeschlossen sind, sondern vom Ankerstrom der Motoren M₁, M₂ mit durchflossen werden. In diesen Übergangsstellungen der Schaltwalze Q kommen dann nacheinander folgende Schaltungen zustande:

Stellung 0: Die Stromzuführung ist ausgeschaltet, die Anker der beiden Motoren M₁, M₂. liegen in Reihenschaltung in folgendem Kurzschlußstromkreise: Finger 19 der Walze Q, Feldwicklung 37-38 der Dynamo B, 42, Anker M₁, 41, 20, 21, Feldwicklung 36-35 von B, 40, Anker M₂, 39, 22, 19.

Stellung I: Die Anker beider Motoren liegen hintereinander an einer Spannung von 125 Volt (vgl. auch Fig. 2). Stromlauf: Äußere Stromquelle (500 V.), Finger 4 des Schalters C, 5, 6, 47, Ankerwicklung 30-29 des Motors A

⁴' ^I5' * ⁷' ^22> 39-^2-40. 35-36,

^ _7j Ankerwicklung: 32-31 des 21, 20, 4i-M_r42, 38-37, 19, 18

Motors A (125 V.)

49, Erde.

Stellung II: Die Anker der Motoren liegen parallel an 125 V. Stromlauf: Äußere Stromquelle (500 V.), 4, 5, 6, 47, 30-29,

22, 39-M₂-4o, 35-36,

(375 V.), 48

20, 4I-M-L-42, 38-37.

8, 7, 32-31 (125 V.)

18, 49, Erde.

Stellung III: Die Anker beider Motoren liegen hintereinander an 375 V. Stromlauf: Äußere Stromquelle (500 V.), 4, 5, 6, 47 12, 13, 16, 22, 39-M₂-4o, 35-3⁶. 21, 20,

30-29 (375 V.)

4.i-M_x-42, 38-37, 19, 17, 15, 14

32-31 (125 V.), 49, Erde.

48, 8, 7,

Stellung IV: Beide Motoren liegen hintereinander an 500 V. Stromlauf: Äußere Strom-

„ , _r 16,22, 39-M„-40,

quelle 500 V. , 4, 5, 6, 47 ■—-— ¹ ' 30-29 (375 V.). 48,

35-36, 21, 20, 4i-M_r42, 38-37, 19,18 ) „ ,

⁴⁹>

Stellung V: Beide Motoren parallel an 375 V. Stromlauf: Äußere Stromquelle (500 V.),

22, 39-M₂-4o, 35-36, "5

4. 5. 6, 47 { ^I2' ^{I3> Σ} ( 20, 4ΐ-Μ_Γ42, 38-37.

30-29 (375 V.)

T₉ S ^I7' ^I5' ^I4 48, 8, 7, 32-31 (125 V.), 49. Erde.

Stellung VI: Beide Motoren parallel an 500 V. Stromlauf: Äußere Stromquelle (500 V.),

22, 39-M₂-4o, 35-J⁶.

4, 5. 6. 47

12, 13, 16

20^41-^42^38-37^

30-29 (375 V.) 48, 8, 7, 32-31

(125 V.)

49, Erde.

Diese Schaltungen könnten natürlich auch mehr als zwei Motoren umfassen und in anderer Weise gruppiert sein; wesentlich ist nur, daß die Einrichtung so getroffen wird, daß den bald in Reihe, bald parallel geschalteten Motoren abwechselnd die verschiedenen zur Verfügung stehenden Spannungen zugeführt werden können.

Für jede betriebsmäßige Fahrstellung der Walze Q muß die Walze P jedesmal in der Stellung β stehen, d. h. die Erregerstromkreise der Motoren nebst dem Anker der Dynamo B werden über die Kontakte 10 und 11 der Walze C in der einen oder anderen Richtung, je nach der Stellung der letzteren, von dem bei den Bürsten 31 und 32 des Spannungsteilers A abgenommenen Strom von 125 V. durchflossen, ohne daß die Dynamo B erregt ist, da ihre Erregerwindungen in der Stellung β der Walze P über die Kontaktfinger 25, 26 und 27, 28 kurzgeschlossen sind, wobei auch der Widerstand r_s über die Kontaktfinger 23, 24 kurzgeschlossen ist. Im übrigen sind die Stromläufe in den Stellungen β der Walze P bei den verschiedenen Stellungen der Walze Q dieselben wie die oben für die Stellungen α angegebenen.

Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß während des Fahrens, also während die Motoren Strom aus dem Netz aufnehmen, von einem Kontakt der Walze Q zum nächsthöheren übergegangen wird. Während des Überganges macht die Walze P unter dem Einfluß eines später erläuterten Getriebes eine Umdrehung, und zwar in der Reihenfolge ß, γ, α, β. In der Stellung γ wird der Widerstand r_s in den Erregerstromkreis der Motoren M₁ und M₂ eingeschaltet. Durch diese Feldschwächung wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Motoren zunehmen. Im nächsten Augenblick erfolgt die Umschaltung auf Stellung α; die Dynamo B wird, da der Kurzschluß ihrer Feldwicklungen aufgehoben wird, plötzlich erregt, und zwar ist sie so geschaltet, daß sie den Erregerstrom der Motoren M₁ und M₂ verstärkt. Die verstärkte Spannung im Verein mit der vermehrten Umdrehungsgeschwindigkeit erzeugt in diesem Augenblick, in dem der Übergang zum nächsthöheren Kontakt an der Walze Q erfolgt, in den Motorankern eine erhöhte E. M.-Gegenkraft, die der j Betriebsspannung entgegenwirkt, so daß beim ] Schließen des nächsthöheren Kontaktes an der j Walze Q eine Funkenbildung fast ganz verj mieden wird. Die Walze P dreht sich dann weiter in Stellung ß, in der die normale Erregung der Motoren wieder hergestellt ist.

Dreht sich die Walze P in umgekehrter Richtung β, α, γ, 6, so wird die Walze Q bei einer ganzen Umdrehung der Walze P auf den nächstniedrigen Kontakt umgestellt. An die Bürsten der Motoren wird durch den Übergang zu einem niedrigeren Kontakt an der Walze Q eine Teilspannung gelegt, die, solange als die Motoren noch mit der alten Gesch windigkeit weiterlaufen, kleiner ist als ihre E. M.-Gegenkraft. · Wenn z. B. die Walze Q von Stellung V auf IV umgestellt wird, so beträgt die E. M.-Gegenkraft jedes Motors im Augenblicke der Umschaltung 375 V., während die Motoren hintereinander geschaltet an 500 V., jeder also 250 V., gelegt werden. Die Motoren geben daher Strom in das Netz ab, wirken also als Bremsen.

Durch die Umkehrung des Ankerstromes der Motoren wird auch das Feld der Dynamo B umgekehrt, so daß diese jetzt, wenn sie in der Stellung α der Walze P auf das Feld der Motoren geschaltet wird, dieses abschwächt. Durch die Feldschwächung wird auch der von go den Motoren abgegebene Ankerstrom geschwächt und die Funkenbildung beim Erreichen des nächstniedrigen Kontaktes an der Walze Q vermieden. Die Bremsung setzt infolge der Stromschwächung sanft ein. Kurze Zeit nachher erreicht die Walze P die Stellung γ, in der die Wicklungen der Dynamo B durch die Kontaktfinger 25, 26 und 27, 28 wieder kurzgeschlossen sind, so daß die Feldschwächung der Motoren durch die Dynamo B aufhört, die Motoren einen stärkeren Strom abgeben und die Bremswirkung zunimmt. Gelangt die Walze P dann in die Stellung ß, so wird der Widerstand r_s aus den in Reihe geschalteten Motorfeldern ausgeschaltet (kurzgeschlossen), und die Motoren laufen wieder mit normaler Felderregung. Der von ihnen abgegebene Strom wird also noch weiter zunehmen, bis ihre Geschwindigkeit und ihre E. M.-Gegenkraft in der niedrigen Stellung der Walze Q so weit abgenommen haben, daß sie wieder Strom aufnehmen.

Das jedesmalige Verstellen der Walze Q um einen Kontakt' bei einmaliger Umdrehung der Walze P erfolgt selbsttätig. Ein Äusführungsbeispiel für das Übersetzungsgetriebe ist in Fig. i, 3 und 4 dargestellt. Als Antriebskraft dient der Motor A des Spannungsteilers D, der mittels der Schnecke ν die Zahnräder ^₁ und a₂ in 'entgegengesetztem Sinne in Bewegung setzt. Am Rade O₁ befindet sich die Nase d_v Rad a₂ trägt die Nase d₂. Die Welle c der Schalt-

walze P geht durch das Zahnrad a₂ lose hindurch und trägt zwei Muffen C₁ und e₂, die mit Nut und Feder achsial verschiebbar auf der Welle c angeordnet sind, so daß sie (c_x und c₂) bei ihrer Drehung die Welle c mitnehmen. Die Flanschen dieser Muffen haben Nasen ^₁, /\ und g₂, f₂. Ein Kupplungsteil h, der seitlich von den Muffen schlittenartig verschiebbar gelagert ist, greift mit Nasen A₁ und k₂ zwischen

\o die Flanschen der Muffen C₁ und c₂. Ein auf einer Steuerwelle I aufgekeilter Doppelhebel η umfaßt mit seinem einen gegabelten Ende einen Vorsprung des Teiles h und tritt andererseits mit seinem Ende η zwischen die Flansehen einer auf der Welle der Steuerwalze Q aufgekeilten Muffe. An dieser Muffe sind zwei Nocken ft und s so angebracht, daß sie den Hebel η mittels schräger Flächen wieder in die Mittelstellung zurückschieben, und zwar wirkt p in dem Augenblick, in dem die Walze Q in der Nullstellung steht, s dagegen, wenn die Walze Q auf Stellung VI steht. Zwei Federn m suchen den Hebel η und die Steuerwelle I stets wieder in die (gezeichnete) Mittelstellung zu bringen.

Die Walzen Q und -P sind durch ein Getriebe t (Fig. ι und 4) verbunden, welches so wirkt, daß ein Fortschreiten von Q in die nächsthöhere Stellung stattfindet, wenn P eine volle Umdrehung im Sinne α, β, γ (Pfeil a in Fig. 3) macht, und umgekehrt ein Weiterschalten von Q in eine niedrigere Stellung, wenn P im Sinne α, γ, β (Pfeil b in Fig. 3) gedreht wird. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Übersetzungsgetriebes dargestellt, das ohne nähere Erläuterung ver-• ständlich ist. Die Walzen befinden sich dabei in der Stellung, in der die Walze Q aus der Nullstellung in die Stellung I übergeht.

Der Pfeil α bezeichnet die Drehungsrichtung von P beim Anfahren, b die beim Bremsen. Die Steuervorrichtung (Fig. 4) wird nun in der Weise gehandhabt, daß die Steuerwelle I mittels Handhebels so weit im einen oder anderen Sinne gedreht wird, daß durch den Doppelhebel η der Teil h nach unten oder oben geschoben wird und dabei die Muffe C₁ oder c₂ mit dem ihr gegenüberstehenden Zahnrad O₁ oder a₂ durch eins der Nasenpaare d_lt g₁ oder d₂, g₂ in Eingriff bringt, worauf sich die Walze P und mit ihr die Walze Q so lange drehen, bis die Steuerwelle I und damit auch der Schlitten h wieder in die Mittelstellung gebracht wird. Hierbei kommen die Nasen f_t und f₂ der Muffen C₁ und c₂ mit den Nasen A₁, k₂ am Schlitten h in Eingriff und führen die Muffen C₁ und c₂ in die Mittelstellung, in der sie von dem Zahnrad O₁ oder «₂ ^ent~ kuppelt werden. Sie sind so angebracht, daß sie das Zurückgehen in die Mittelstellung nur dann bewirken, wenn die Walze P die Stellung β einnimmt. Ein zwangläufiges Zurückstellen des gegabelten Hebels η erfolgt durch einen der Vorsprünge ft oder s, wenn die Trommel Q bei Vorwärtsdrehung in die Stellung VI oder bei Rückwärtsdrehung in die Stellung 0 gekommen ist, so daß dann auf jeden Fall und unabhängig von der Einstellung der Steuerwelle I eine Entkupplung der Walze P von der Kraftquelle D stattfindet.

Die Zahnradübersetzung v, O₁, a₂ kann so bemessen werden, daß a_x und a₂ verschiedene Geschwindigkeit haben, so daß ζ. B. das Schalten auf höhere Kontaktstufen (Anfahren) langsam, das Schalten auf niedrigere Stufen (Bremsen) schnell vor sich geht.

Es ist natürlich auch angängig, die Drehung der Walze P von Hand zu bewirken, in diesem Falle fällt die Übertragung v, O₁, a₂ fort.

. Statt je einer Stellung α oder γ der Walze P können auch mehrere vorhanden sein, so daß der Widerstand r_s einerseits und die Feldwicklung der Dynamo B andererseits nicht mit einmal, sondern in mehreren Stufen aus- und eingeschaltet werden.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Während das Fahrzeug stillsteht und sich die Walze Q in Nullstellung befindet, wird der Schalter C in die Stellung 1 oder, wenn rückwärts gefahren werden soll, in -1 gebracht. Der Motor A des Spannungsteilers D wird dabei über die Widerstände R₁, 2?₂ angelassen. Hierbei wird über A₁ und R₂ schon, solange der Spannungsteiler noch nicht seine volle Drehzahl erreicht hat, eine Spannungsteilung bewirkt (Fig. 2), so daß der Erregerstromkreis von A und die Erregerstromkreise der Motoren M₁ und M₂ mit einer Spannung, die der Größe der Widerstände entsprechend unter 125 V. liegt, gespeist werden. Hat der Spannungsteiler seine normale Drehzahl erreicht, so wird C in Stellung 2 oder -2 gedreht und dadurch einerseits R₁ und R₂ ausgeschaltet, andererseits werden durch Schließen der Kontakte 12, 13, 14 und 15 die durch das Teilen der Spannung zur Verfügung stehenden Spannungen den Fingern der Walze Q so zu- * geführt, daß zwischen 17 und 18 eine Spannung von 125 V., zwischen 16 und 17 eine no solche von 375 V. und zwischen 16 und 18 eine Spannung von 500 V. herrscht.

Die Walze Q befindet sich in Nullstellung, also sind die Ankerstromkreise der Motoren noch in sich kurzgeschlossen. Die Walze P befindet sich in Stellung ß, der Widerstand r_s ist also kurzgeschlossen und ebenso die Erregerstromkreise der Dynamo B.

Soll nun angefahren werden, so wird durch Drehen der Steuerwelle I eine Nase g_x oder g₂ an den Muffen C₁, c₂ mit der gegenüberstehenden Nase d-y oder d₂ des Rades CL₁ oder «₂ in

Eingriff gebracht, so daß sich die Walze P in der Kontaktfolge β, γ, α, β zu drehen beginnt. Dabei wird die Walze Q durch Vermittlung der Kupplung t von Stellung ο in Stellung I usw. gebracht. Durch die Drehung von P j wird zunächst in Stellung γ der Widerstand 1\ j in den Erregerstromkreis der Motoren M₁ und M₂ eingeschaltet/ dann in Stellung α der Kurzschluß der Feldwicklungen der Dynamo B aufgehoben. In diesem Augenblick geht der Schalter Q in Kontakt I über und schaltet die Motoranker M₁ und M₂ hintereinander an die Spannung von 125 V. der Finger 17 und 18. Sobald jetzt Strom durch die Motoranker fließt, wird auch die Dynamo B erregt (Stellung α der Walze P) und schickt Strom in die Feldwicklung der Motoren M₁ und M₂, durch den das Feld dieser Motoren verstärkt wird. Die Motoren werden daher mit geringer Umdrehungszahl und großem Drehmoment anlaufen und sich ganz ähnlich verhalten wie Hauptstrommotoren. Die Walze P gelangt darauf, falls die Steuerwelle I losgelassen wird, in der Stellung β zur Ruhe, und die Motoren M₁ und M₂ laufen weiter mit der niedrigen

Spannung von —— = 62¹J₂ V.

Wird dagegen die Steuerwelle I nicht losgelassen, so wird die Walze Q von Stufe zu Stufe weitergeschaltet, wobei die Motoren M₁ und M₂ der Reihe nach an 125, 1Sy¹J₂, 250, 375 und 500 V. geschaltet werden. Hat die Walze Q die Stellung VI erreicht, so bringt die Nase s den Steuerapparat I, n, h in die Nullstellung, falls der Fahrer dies nicht selbst getan hat.

Soll die Fahrgeschwindigkeit vermindert werden, so wird die Steuerwelle I umgestellt und dadurch die Kupplung C₁, c₂ in entgegenge-

4.0 setztem Sinne als vorher eingeschaltet. Die Walze P dreht sich dann in der Kontaktfolge β, α, γ, β, und die Walze Q rückt gleichzeitig auf einen niedrigeren Kontakt. Auf Kontakt α wird die Dynamo B erregt, aber nun in entgegengesetztem Sinne wie vorher, da sich, wie oben gezeigt, der Ankerstrom in den Motoren umkehrt. Da die Dynamo B jetzt dem Erregerstrom der Motoren entgegenwirkt, wird das Feld der Motoren und damit auch der von diesen in das Netz geschickte Strom geschwächt. Die Funkenbildung an der Walze Q wird daher nur schwach auftreten, und der Wagen wird zunächst schwach gebremst. Ist der neue Kontakt auf der Walze Q erreicht, so tritt P in Stellung γ, d. h. die Feldschwächung der Motoren durch die Dynamo B ist jetzt aufgehoben, hingegen wird jetzt das Feld durch Einschalten des Widerstandes r_s geschwächt. Diese Feldschwächung wird aufgehoben, wenn die Walze P wieder in Stellung β gelangt. Erst bei dieser Stellung der Walzen geben die Motoren den vollen Bremsstrom in das Netz ab und gelangen auf die niedere Drehzahl, die der eingeschalteten Steuerstufe entspricht. Der Übergang erfolgt also allmählich und stoßfrei.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Schaltverfahren für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen umlaufenden Spannungsteiler (A) die Betriebsspannung (z. B. 500 V.) in mehrere Stufen (z. B. 125, 375 und 500 V.) zerlegt wird, an welche die abwechselnd (oder in anderer Reihenfolge) in Reihe und parallel geschalteten Anker der Fahrmotoren (M₁, M₂) der Reihe nach gelegt werden, und gleichzeitig eine in dem Erregerstromkreise der Fahrmotoren (M₁, M₂) liegende Dynamomaschine (B) bei jedesmaligem Übergange von einer zur anderen Schaltstufe die Felder der Fahrmotoren während des Anfahrens verstärkt und während des Bremsens schwächt.

2. Schaltverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Feldverstärkung und Feldschwächung der Fahrmotoren (M₁, M₂) dienende Dynamomaschine (B) vom Spannungsteiler (A) angetrieben wird.

3. Schaltverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Feldverstärkung und Feldschwächung der Fahrmotoren (M₁, M₂) dienende Dynamomaschine (B) durch den Ankerstrom der Fahrmotoren erregt wird.

4. Spannungsteiler für das Schaltverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Motor (A) besteht, der für jede Spannungsstufe eine besondere Ankerwicklung und einen besonderen Kollektor besitzt.

5. Schalteinrichtung zur Ausübung des Schaltverfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hauptschaltwalze (Q) eine Hilfsschaltwalze (P) verbunden ist, die zwecks Fortschaltens der Hauptschalt walze um eine Stufe jedesmal eine ganze Umdrehung machen muß und dabei jedesmal in der Stellung (a), in wel- no eher die Fortschaltung der Hauptschaltwalze erfolgt, die Feldwicklung der Dynamomaschine (B) einschaltet, in den anderen Stellungen (β, γ) aber ausschaltet und in einer (γ) oder mehreren dieser Stellungen einen oder mehrere Widerstände (r_s) in die Erregerwicklung der Fahrmotoren (M₁, M₂) einschaltet, so daß in jeder Schaltstufe (0 bis VI) der Hauptschaltwalze (Q) durch die Hilfsschaltwalze (P) eine stufenweise Regelung der Felder der Fahrmotoren (M₁₁M₂) bewirkt wird.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltwalze (P) durch eine Kupplung (C₁, C₂, dj., d₂, g_v g₂) mit einem vom Spannungsteiler (D) bewegten Getriebe (a_lt a_%) in der einen oder anderen Drehrichtung verbunden werden kann, wobei die Einrichtung so getroffen ist, daß die Hilfsschaltwalze (P) nur in einer bestimmten Stellung (ß) wieder durch den Führer entkuppelt werden kann, während sie selbsttätig entkuppelt wird, wenn die Hauptsehaltwalze (Q) eine ihrer beiden Endstellungen (VI, o) erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.