DE238477C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 238477 KLASSE 21 c. GRUPPE

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Beleuchtungs-, Heizungs- und Lüftungsanlagen für Züge oder ähnliche Fahrzeuge, in denen eine Dynamomaschine mit einer oder mehreren Sekundärbatterien zusammenarbeitet und eine die Dynamomaschine bei Stillstand oder Ausschaltung stromlos machende elektromagnetische Schaltvorrichtung von den Dynamomaschinen und Batteriespannungen beeinflußt

ίο wird.

Das charakteristische Merkmal der Erfin-

. ' dung bildet ein in Verbindung mit dem Stromkreis des Ausschaltmechanismus verwendeter Widerstand, der von einem elektromagnetischen Schalter kurzgeschlossen wird, wenn die Dynamomaschinenspannung einen vorherbestimmten Wert erreicht, so daß dann der Widerstand des Ausschaltmechanismus verringert wird, und ferner kurzgeschlossen wird, wenn der Licht-Stromkreis geschlossen ist, um, wenn die Dynamomaschine die Batterie ladet, den Widerstand des Stromkreises des Ausschaltmechanismus in gleicher Größe zu erhalten, wenn der Lichtstromkreis offen, wie wenn er geschlossen

Die Zeichnungen, zeigen in den Fig. 1 bis 5 schematisch mehrere Ausführungsformen.

Bei der beispielsweisen Ausführungsform der Fig. i, bei der eine einzelne Dynamomaschine a und eine einzelne Batterie b zur Speisung des Zuglichtstromkreises c dienen, liegt die Wicklung d des Feldmagneten der Dynamomaschine, die z. B. mit einem Widerstand e zur Regelung der Leistung in Reihe liegt, zu den Bürsten x-y über zwei feste Kontakte f, g und das bewegliehe Blatt h eines Messerschalters, der einen Teil des Ausschalters bildet, parallel. Die Wirkungsweise des Messerschalters ist eine solche, daß, wenn die Batterie voll geladen ist, der Feldmagnetstromkreis unterbrochen wird, wenn die Geschwindigkeit und infolgedessen die Spannung der Dynamomaschine zu groß wird. Von der positiven Bürste χ der Dynamomaschine α gehen zwei Hauptstromkreise aus. Einer von ihnen führt über das Nebenschlußsolenoid i eines Schalters (im folgenden seiner Bestimmung entsprechend Compoundschalter genannt), der sowohl ein Reihenschlußsolenoid j und!^sein Nebenschlußsolenoid i besitzt, und von da über Leitung i¹ und Solenoidspule k eines Kurzschlußschalters k, k¹ zur negativen Bürste y der Dynamomaschine. Der andere Stromkreis führt über die Reihenschlußspule / des Compoundschalters zu -einem festen Kontakt m desselben, der bei Schluß dieses Schalters, wie punktiert angegeben ist, über das bewegliche Glied η des Schalters eine unmittelbare Verbindung nach der positiven Klemme b¹ der Batterie b herstellt und eine mittelbare über einen einen Spannungsabfall bewirkenden Widerstand 0 (im folgenden seiner Bestimmung entsprechend Lampenwiderstand genannt) und die positive Hauptspeiseleitung o¹ zu dem einen Kontakt p eines Schalters p¹, der geschlossen den Lampenstromkreis c anschließt, dessen negative Hauptspeiseleitung o² mit einem Punkte des zuerst erwähnten Hauptstromkreises i¹ zwischen Nebenschlußsolenoid i und Solenoid k

des Kurzschlußschalters k, k¹ verbunden ist, an welchen Punkt auch die negative Klemme δ² der Batterie angeschlossen ist.

Zum Ausschaltmechanismus gehört außer dem erwähnten Messerschalter f, g, h ein elektromagnetischer Schalter, der aus einer Spannungsspule q besteht, die in einem Stromkreis q¹ liegt, der von Punkt 2 der positiven Speiseleitung o¹ aus über die Spule 9 zu dem einen Kontakt q² von zwei festen, zum Kurzschlußschalter k, k¹ gehörigen Kontakten q², q³ führt. Die beiden Kontakte q² und q^s sind durch einen Widerstand s verbunden, der im folgenden Ausgleichswiderstand genannt ist, der an Wider-Standsgröße dem Lampenwiderstand 0 gleich oder doch praktisch gleich ist, um den Widerstand der Spannungsspule q konstant zu halten, Wenn der Kurzschlußschalter k, k¹ offen und der äußere Schalter p, p¹ gleichfalls offen ist. Vom Kontakt q³ aus setzt sich der Stromkreis weiter fort über die Klemme r und einen großen Widerstand r ¹ und Klemme r², die beim Punkt 3 mit dem Stromkreis zwischen Solenoid k und Pol y verbunden ist. Die Kontakte q² und q³ sind auch über die Leitungen q* und q⁵ mit den beweglichen und festen Teilen eines zweiten Kurzschlußschalters verbunden, der mit dem Lampenschalter bei q⁶ vereinigt ist. Der bewegliche Schalterkontakt dieses zweiten Kurzschlußschalters ist mit den beweglichen Kontakten des Lampenschalters ft, ft¹ verbunden, so daß der zweite Kurzschlußschalter mit diesem geöffnet oder geschlossen wird.

Die Spannungsspule q des Ausschalters ist so angeordnet, daß sie einen Anker q¹ anzieht, wenn die Geschwindigkeit der Dynamomaschine α und folglich deren Spannung über ein bestimmtes Grenzmaß hinausgeht, wobei über einen Quecksilberschalter t ein Stromkreis t¹ geschlossen wird, der von der einen Seite der Spule q, beispielsweise von Punkt 4 ausgehend, nach einem Punkt 5 im Stromkreis q¹ dieser Spule führt, wo dieser an die Klemme f² des Spannungswiderstandes r¹ angeschlossen ist und einen Elektromagneten u enthält, der bei Erregung den Messerschalter f, g, h öffnet und dadurch den Stromkreis des Feldes d der Dynamomaschine Öffnet. Ist der Compoundschalter i, j nicht erregt, so nimmt das bewegliche Glied η die in ausgezogenen Linien dargestellte Lage ein, bei der der Lampenwiderstand 0 kurzgeschlossen ist.

Die Einrichtung ist eine derartige, daß unter der Voraussetzung, daß sich der Zug in Ruhe befindet, die festen Kontakte q², q³ des Kurzschlußschalters k, k¹ durch den beweglichen Kontakt k¹ dieses Schalters kurzgeschlossen Werden und ein schwacher Strom vom positiven Pol b¹ der Batterie b über das bewegliche Glied η des Compoundschalters i, j und die positive Hauptspeiseleitung o¹ über die Spannungsspule q, Kontakte q², q³ und Widerstand r¹ des Ausschalters q und das Solenoid k des Kurzschlüßschalters k, k¹ zum negativen Pol 5² der Batterie fließt. Hierbei ist jedoch das bewegliche Glied k¹ des Kurzschlußschalters hinreichend belastet, z. B. durch eine Feder k², um eine Anzugsbewegung desselben unter diesen Arbeitsbedingungen zu verhüten. Unter diesen Bedingungen ist der Quecksilberschalter t offen und der Messerschalter f, g, h geschlossen. Wenn der Lampenschalter f¹ zu dieser Zeit geschlossen ist, so wird das entsprechende Ende des Lichtstromkreises c auch an die positive Klemme b¹ der Batterie b über die Hauptspeiseleitung o¹, Schalterkontakt m¹, bewegliches Glied η und Kontakt m? angeschlossen, und es kann aus der Batterie bei Anschluß irgendwelcher Lampen Strom genommen werden.

Der Weg des. Stromes ist in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Arbeitsweise der durch die in den Stromlauf eingezeichneten Pfeilspitzen angegebene. 8g

Setzt sich der Zug in Bewegung und ist der Schalter ft¹ geöffnet, so daß keine Lampe brennt, so wird, sobald die Dynamomaschine α eine zum Laden der Batterie b hinreichend hohe Geschwindigkeit erlangt hat, Strom vom positiven Pol der Dynamomaschine über das Solenoid i des Compoundschalters i, j und über die Leitung i¹ und das Solenoid k zum negativen Pol y der Dynamomaschine fließen. Infolgedessen wird das Solenoid i erregt und dadurch das bewegliche Glied η des Schalters in die punktiert angegebene Lage angehoben, bei der die positive Klemme b¹ der Batterie b mit dem positiven Pol χ der Dynamomaschine über Kontakt m², Glied n, Kontakt m und Reihenschlußsolenoid j verbunden wird, wobei zu gleicher Zeit der Strom vom negativen Pol b^% der Batterie b auf seinem Wege nach dem negativen Pol y der Dynamomaschine die Spule k durchsetzt, die das bewegliche Glied k¹ des Kurzschlußschalters k, k¹ veranlaßt, den Stromkreis q¹ der Spannungsspule q des Ausschalters zwischen den festen Kontakten q², q³ dieses Schalters zu öffnen, so daß der Stromkreis, der vordem entsprechend den in dem Stromweg eingezeichneten Pfeilspitzen verlief, alsdann über den Ausgleichswiderstand s geschlossen wird. Da der Lampenwiderstand 0 praktisch nicht wirksam ist zu dieser Zeit, so bewirkt der Ausgleichswiderstand s, der, wie oben erwähnt, praktisch von gleichem Wert wie der Lampenwiderstand ist, daß der Widerstand des Stromkreises der Spannungsspule q konstant bleibt. Der Stromweg für diese wird alsdann der durch die nicht gefiederten, neben die Stromleitung gezeichneten Pfeile angegebene sein.

Der Stromkreis der Spannungsspule q ver-

läuft, zu dieser Zeit vom Pol χ der Dynamomaschine, Solenoid /, Schalterkontakte m, n, m², Lampenwiderstand o, Kontakt m¹ zur Hauptspeiseleitung o¹ und von da über Leitung q¹, Spannungsspule q, Kontakt q^%, Ausgleichswiderstand s, Kontakt q³, Widerstand r¹ zum negativen Pol der Dynamomaschine.

Der Widerstand s ist erforderlich, um mit der Spannungsspule q in Reihe geschaltet zu

ίο werden, nur wenn die Dynamomaschine die Batterie ladet und die Lampen nicht brennen ; ohne ihn würde die Spannung in der Hauptleitung, die mit dem Schalter ft¹ verbunden ist, beim Ausschalten der Lampen ansteigen, und dieses Ansteigen der Spannung würde die Spule q erregen und so verursachen, daß die Dynamomaschine ausgeschaltet würde, und dies würde eine Pendelerscheinung zur Folge haben. Durch Anwendung des Widerstandes s wird jedes derartige Ansteigen in der Spannung vermieden.

Ist andererseits der Lampenschalter p, fi¹ bei eingeschalteter Dynamomaschine geschlossen, so daß der Lampenwiderstand 0 durch einen bedeutend stärkeren Strom durchsetzt und daher als Spannungsdrosselwiderstand wirksam wird, so wird auch der Kurzschlußschalter bei q⁶ geschlossen und der Ausgleichswiderstand s kurzgeschlossen, so daß der letztere außer Wirkung kommt, jedoch der Widerstand des Stromkreises der Spannungsspule q derselbe bleibt wie vorher, da der Lampenwiderstand . 0, der in diesem Stromkreis liegt, jetzt als Widerstand wirksam ist und an die Stelle von s getreten ist. Die Spannungsspule q ist auf diese Weise in Bereitschaft, die Dynamomaschine abzuschalten, sobald deren Spannung den gewünschten Wert überschreitet.
Durch Schluß des Compoundschalters i, j durch die Nebenschlußspule i fließt Strom über die Reihenschlußspule j des Compoundschalters zur Batterie b unmittelbar, wie oben beschrieben, und mittelbar über den Lampenwiderstand 0, Kontakt m¹ und die positive Hauptspeiseleitung o¹ zum Lampenstromkreis c, und vom Punkt 2 der Hauptleitung o¹ zum

. Stromkreis q¹ der Spannungsspule q. Vom Lampenstromkreis c kehrt der Strom zum negativen Pol y der Dynamomaschine über den Leiter o² und das Solenoid k zurück. Der Stromkreis vom Punkt 2 der Hauptleitung o¹ über die Spannungsspule q zum negativen Pol y verläuft dann über die Teile q¹, q, q² und q^l, Kurzschlußschalter bei q^e, q⁵, q³ und r usw. wie oben.

Sobald die Dynamomaschine α ihre vorgeschriebene Geschwindigkeit überschreitet, bewirkt die Spannungsspule q des Ausschaltmechanismus, vorausgesetzt, daß die Batterie b voll geladen ist, eine Schließung des Queck-Silberschalters t, wodurch der Stromkreis t¹ des Elektromagneten u. des Ausschalters f, g, h geschlossen wird, der alsdann veranlaßt wird, den Stromkreis des Feldes d der Dynamomaschine zu öffnen und das bewegliche Glied η des Compoundschalters i, j eine Lage einnehmen zu lassen, bei der die Batterie von der Dynamomaschine abgeschaltet wird. Die Batterie liefert dann Strom über Kontakt m², Glied n, Kontakt m¹, unmittelbar über die positive Hauptspeiseleitung o¹ in den Lampen-Stromkreis c, wenn dieser geschlossen ist, und zwar auf dem durch die einseitig gefiederten, neben die Stromleitung gezeichneten Pfeile angegebenen Wege, desgleichen liefert sie Strom in den Stromkreis q¹ der Spannungsspule q auf dem durch doppelseitig gefiederte, neben die Stromleitung gezeichnete Pfeile angegebenen Wege, wobei der Kurzschlußschalter k, k¹ den Ausgleichswiderstand s kurzschließt, der nur eingeschaltet ist, während die Dynamomaschine die Batterie b speist und der Lampenstromkreis offen ist. Das Kurzschließen des Widerstandes s verringert den" Widerstand des Spannungsspulenstromkreises q¹ und befähigt die Spannungsspule q, den Dynamostromkreis offen zu halten. Diese Arbeitsweise liegt so lange vor, bis die Spannung der Batterie auf ihren normalen Betrag fällt, worauf die Spannungsspule q den Quecksilberschalter t selbsttätig öffnet und der Ausschalter f, g, h geschlossen wird, so daß die Dynamomaschine bei der erforderlichen Geschwindigkeit wieder Strom liefern kann.

Bei Anwendung zweier Batterien, z. B. b und b³ (Fig. 2), kann die positive Klemme b^l der zweiten Batterie b³ mit der positiven Hauptspeiseleitung ο¹ verbunden sein bei Punkt 7 zwischen dem Lampenstromkreis c und dem Lampenschalter p¹, während der negative Pol mit dem negativen Pol der ersten Batterie b verbunden ist.

In gewissen Fällen kann der Compoundschalter i, j ganz fehlen.

Fig. 3 zeigt eine derartige Einrichtung, bei der zwei Batterien b, b³ verwandt sind. Bei dieser Ausführungsform ist die-positive Bürste χ der Dynamomaschine α unmittelbar mit der positiven Klemme δ¹ der Batterie b verbunden und über einen Lampenwiderstand 0 mit der positiven Klemme bⁱ der zweiten Batterie b^s und auch mit der positiven Hauptspeiseleitung ο¹, die zum Lampenschalter führt. Die negativen Klemmen der beiden Batterien sind mit der negativen Hauptspeiseleitung o² und mit dem einen Ende k³ des Solenoids k des Kurzschlußschalters k, k¹ verbunden, dessen anderes Ende mit der negativen Bürste y der Dynamomaschine verbunden ist. Die Einrichtung ist derart, daß, wenn die Dynamo mit der normalen Arbeitsgeschwindigkeit und -spannung läuft, sie die Batterie b lädt und Strom über den Lampen widerstand 0 zur positiven Hauptspeiseleitung o¹ entsendet, mit der

der positive Pol der zweiten Batterie δ³, die dann als Regelbatterie arbeitet, verbunden ist, und daß, wenn die Dynamomaschine α sich in Ruhe befindet oder wegen einer abnormal hohen Geschwindigkeit ausgeschaltet ist, die positive Hauptspeiseleitung o¹ mit Strom unmittelbar von der zweiten Batterie b³ gespeist wird und mittelbar über dem Lampenwiderstand ο von der ersten Batterie b. Die Batterien können

ίο von Zeit zu Zeit vertauscht Werden, und zwar durch Anwendung eines Umkehrschalters, der in irgendeiner bekannten oder geeigneten Weise von einem hin und her beweglichen Arm bedient wird, der durch Reibung bei Umkehr der Umlauf richtung der Dynamomaschine bewegt wird. In anderer Beziehung ist die Einrichtung ebenso und arbeitet ebenso wie die zuerst beschriebene.
Der selbsttätige Ausschaltmechanismus und Kurzschlußschalter und die Verbindungen, die oben beschrieben wurden, können in Verbindung mit verschiedenen elektrischen Zugverteilungsanlagen benutzt werden. So ist z. B. eine weitere in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform, bei der zwei Batterien b und δ³ Verwendung finden, besonders für Anlagen geeignet, in denen die Dynamo-, Batterie- und Lichtstromkreise durch einen Umkehrschalter ν geregelt werden, der ein drehbares. Glied besitzt, das in die eine Lage bei Vorwärtslauf und in die andere Lage bei Rückwärtslauf gedreht wird, ein System, das als das Stonesche System der Zugbeleuchtung bekannt ist. Dabei ist der Ausschalter f, g, h so eingerichtet, daß er nicht den Stromkreis der Feldwicklung d der Dynamomaschine bei übermäßiger Geschwindigkeit und Spannung öffnet, sondern den des Solenoids k des Kurzschlußschalters k, k¹, der bei dieser Ausführungsform mit dem Anker der Dynamomaschine in Reihe liegt, ein Stromkreis, der von der positiven Hauptspeiseleitung o¹ wie vorher ausgeht und vervollständigt wird von der negativen Klemme r² des Widerstandes r¹ der Spannungsspule q durch folgenden Weg: negative Hauptleitung o², die den Lampenstromkreis c mit den negativen Polen der Batterien b, b³ verbindet, Solenoid k des Kurzschlußschalters k, k¹, Ausschalter f, g, h und über die gewöhnlichen Schaltbrettklemmen des erwähnten Systems zum negativen Pol der Dynamomaschine. Es ist zu beachten, daß bei diesem System die Kontakte des gewöhnlichen Schaltbretts so abzuändern und auszubilden sind, wie es erforderlich ist, um die beschriebenen Beziehungen der Stromkreise zueinander und die Möglichkeit der Umschaltung bei Umkehr der Drehrichtung zu erhalten.

Bei der soeben beschriebenen und an Hand der Darstellung erläuterten Einrichtung kann der Umkehrschalter ν ein diametral angeordnetes Paar von beweglichen Kontakten v¹ und zwei Doppelsätze von festen Kontakten v² und v²¹ und v³,j)³¹ besitzen. Die Anordnung ist eine derartige, daß sowohl für Vorwärtsais auch für Rückwärtslauf die beweglichen Kontakte v¹ durch Berührung der Kontakte v²' oder der Kontakte v³ eine Lage einnehmen, bei der die Feldspule d zu den Polen x, y der Dynamomaschine parallel liegt.

Im ersten in Fig. 4 dargestellten Falle findet die Verbindung statt über Leitung w, obere Kontakte v¹, i>²¹, Feldspule d, Leitung 7, Solenoid k, Schalter f, g, h, Leitung 8, untere Kontakte v²¹, v¹ und Leitung 9. Im zweiten Falle (Fig. 5) kommt die Verbindung zustande über Leitung 9, untere Kontakte v¹, v³¹, obere Kontakte v²¹, Feldwicklung d, Leitung 7, Solenoid k, Schalter f, g, h, Leitung 8, unterer Kontakt υ²¹, obere Kontakte v^sl, v¹ und Leitung w. Der positive Pol χ der Dynamo wird, wenn die Kontakte v¹ und v², v²¹ einander berühren, infolge der der Uhrzeigerbewegung entgegengesetzten Bewegung der Kontakte υ¹, über Leitung w und Klemmen w¹, w², w³ am Schaltbrett mit der positiven Klemme b¹ der zu ladenden Batterie b (Fig. 4) und über Klemme wⁱ mit dem einen Ende des Lampenwiderstandes 0 verbunden, dessen anderes Ende über Klemme w^s mit der positiven Klemme δ⁴ der zweiten Batterie b³ und über Klemmen w⁶, w¹, 'w⁸ und w⁹ mit der positiven Hauptspeiseleitung o¹ verbunden ist, mit der die positiven Klemmen des Schalters p¹ und Ausschaltmechanismus verbunden sind, wobei die negativen Enden des Lampenstromkreises c und die Batterien b, b³ und der Stromkreis des Ausschalters über den Ausschalter f, g, h und von da über Leitung 8, untere Kontakte v²¹, v¹, Leitung 9 mit dem negativen Pol y der Dynamomaschine, wie beschrieben, verbunden sind.. Die Stromkreise sind so dargestellt, wie sie sich ergeben, Wenn die Batterie b zu laden ist und die Batterie b^s und die Dynamomaschine α den Lampenstromkreis speisen und Lampen eingeschaltet sind.

In Fig. j5 sind die entsprechenden Stromkreise so dargestellt, wie sie sich ergeben, Wenn Kontakte v¹ und v³, v³¹ in Berührung sind. Alsdann führt der Stromkreis von der Klemme y der Dynamomaschine a, die nun die positive ist, über Leitung 9, untere Kontakte v¹, v³ und Klemmen w⁷, w⁶, w^s unmittelbar zum positiven Pol δ⁴ der Batterie δ³ und mittelbar von der Klemme w⁶ über Widerstand 0, Klemmen w⁴, w²·, w¹, oberer Kontakt v², Klemmen w¹⁰, w⁸, ze>° zur positiven Hauptspeiseleitung o¹. Der Stromkreis von der Batterie δ führt hierbei über Klemmen w³, a>², w¹, den oberen Kontakt v* und Klemmen w¹⁰, w⁸, w⁹ zur positiven Hauptspeiseleitung o¹. Hierbei ist zu beachten, daß Kontakte w¹, \e>⁸ und w¹⁰ zu einem gewöhnlichen Umschalter gehören.

Die Konstruktion kann im einzelnen natürlich beliebig abgeändert werden.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Elektrische Beleuchtungs-, Heizungsund Lüftungsanlage für Züge oder ähnliche Fahrzeuge, bei der eine Dynamomaschine mit einer oder mehreren Batterien zusammenarbeitet und eine die Dynamomaschine

   ίο bei Stillstand oder Ausschaltung stromlos machende elektromagnetische Schaltvorrichtung von den Dynamomaschinen- und Batteriespannungen beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Stromkreis der elektromagnetischen Schaltvorrichtung liegender Widerstand (s) durch einen elektromagnetischen Schalter (k, k¹) selbsttätig bei Erreichung eines bestimmten Höchstwertes der Dynamomaschinenspannung oder von Hand gleichzeitig mit dem Schalterschluß für die Lampenstromkreise kurzgeschlossen wird.
2. 2. Elektrische Beleuchtungs-, Heizungsund Lüftungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (s) bei Offenstellung der Lampenschalter (p, p¹) und Ladung einer Batterie durch die Dynamomaschine mit dem bekannten Lampenvorschaltwiderstand (0) in Reihe in den Stromkreis der elektromagnetischen Schalt-Vorrichtung geschaltet ist und bei Schließung der Schalter (p, p¹) für die zwischen beiden Widerständen fs und 0) abgezweigten Lampenstromkreise kurzgeschlossen wird, so daß dem dadurch erhöhten Lampenvorschaltwiderstandswert zufolge der Strom in dem Stromkreis der elektromagnetischen Schaltvorrichtung konstant erhalten wird.
3. 3. Elektrische Beleuchtungs-, Heizungsund Lüftungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Erreger- oder Dynamomaschinenkreis schaltender elektromagnetischer Schalter (f, g, h, u) von einem von den Dynamomaschinen- und Batteriespannungen beeinflußten Relais (q) überwacht wird, in dessen Stromkreis der Ausgleichwiderstand (s) durch einen von der Dynamomaschinenspannung beeinflußten Elektromagnetschalter (k, k¹, q², q³) oder durch einen mit den Lampenschaltern (p, p¹) mechanisch gekuppelten Schalter (q⁶) geschaltet wird.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.