DE246471C

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Publication number: DE246471C
Application number: DENDAT246471D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

.- JVl 246471 KLASSE 20/. GRUPPE

HENRIPIEPERINLUTTICH₅BeLG.

Patentiert Im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1911 ab.

Die rein elektrisch oder thermoelektrisch betriebenen Fahrzeuge mit Geschwindigkeitsregelung durch Feldänderung beim Elektromotor gestatten bei geeigneter Anordnung der Maschinen und Stromkreise beim Bremsen und bei Talfahrt eine Energierückgewinnung, die in Zurücklieferung von Strom an die Stromquelle durch die elektrischen Maschinen besteht. Die beim Betriebe mit Energierückgewinnung meist verwendeten Nebenschlußmotoren werden durch Erhöhung ihrer Spannung über die der Stromquelle zu Generatoren, einmal beim Übergang von Fahrt auf Halt, indem zur Verzögerung des Wagens das Feld des als Generator laufenden Motors allmählich verstärkt wird, und dann beim Herabfahren auf Gefallen, indem die Geschwindigkeit hier zunimmt oder durch elektrische Bremsung mittels Feldverstärkung auf dem Normalwert gehalten wird. Es läßt sich auf diese Weise eine ziemlich beträchtliche Energiemenge wiedergewinnen, da von voller Fahrt bis: zum Stillstande fast die ganze lebendige Kraft des Fahrzeuges in elektrische Energie umgesetzt und bei Talfahrt dauernd Energie in einem von dem Neigungsverhältnis abhängigen Betrage zurückgeliefert werden kann.

Im allgemeinen sind die Rückströme um so stärker, je schneller die Feldverstärkung durch Übergang von einer Schaltstufe zur anderen beim Kontroll er vor sich geht. Sie können zu einer gefährlichen Höhe anwachsen, wenn z. B.

der Führer bei rascher Drehung des Fahrschalters von Fahrt auf Halt fast augenblicklich das Feld vom. Mindestwert auf den Höchstwert bei kaum verminderter Vollgeschwindigkeit verstärkt und dadurch die.Klemmenspannung auf ein Vielfaches des Normal wertes bringt. Ein derartig hohes Ansteigen des Rückstromes, das eine Beschädigung der elekirischen Ausrüstung zur. Folge haben würde, muß unter allen Umständen ausgeschlossen werden, andererseits aber darf die Möglichkeit nicht beschränkt werden, im Falle der Gefahr zwecks plötzlichen Anhaltens des Wagens rasch die ndrmal nur für einen kleinen Rest der Bremsung benutzte mechanische Bremse anwenden zu können.

Diesen beiden gegensätzlichen Forderungen in gleicher Weise zu genügen, ist der Zweck der Erfindung, Er wird unter Zugrundelegung der beim Betriebe mit Nebenschlußmotoren üblichen elektromagnetisch oder in anderer geeigneter Art bedienten Kupplung, zwischen Triebmaschine und Triebachse durch eine eigenartige Ausgestaltung des Fahrschalters erreicht. Der den Erfindungsgegenstand bildende Kontroller besitzt zwei relativ gegeneinander bewegliche Schaltfelder, von denen eins für die Regelung der elektromagnetischen Kupplung, das andere für die Regelung des Feldes, also der Geschwindigkeit, bestimmt ist; das Schaltfeld für die Kupplung ist ständig mit der Führerkurbel verbunden, das Schaltfeld für

(2. Auflage, ausgegeben am 2j. Dezember jgiz.J

die Feldänderung dagegen wird nur bei der Schaltbewegung auf Beschleunigung der Motoren, und zwar nach Herstellung der magnetischen Kupplung mit der Handkurbel gekuppelt und führt die Bewegung auf Verzögerung der Motoren unter Wirkung einer Rückholkraft und einer Geschwindigkeitsdämpfung selbsttätig aus. . ..

Die Fig. ι der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung bei einem Fahrzeug mit Druckluftbremse. Der Fahrschalter besitzt eine Trommel 2, die das Kontaktfeld (in Fig. ι rechts abgewickelt gezeichnet) für die Regelung der elektromagnetischen Kupplung trägt, und eine zweite, relativ dazu drehbare Trommel 3, auf der das Kontaktfeld (rechts ebenfalls abgewickelt gezeichnet) für die Geschwindigkeitsänderung sitzt.

Die Trommel 2 ist mit der Kurbel 4 fest verbunden und nimmt die Trommel 3 durch den Arm 5 mit. Bei Drehung im Sinne des Pfeiles 7 (rechts Fig. 1) legt die Trommel 2 zunächst den Weg A-B allein zurück.. In der Stellung B kommt der Arm 5 in Berührung mit dem Anschlag 29, und' die beiden Trommeln legen jetzt gemeinsam den Weg B-C zurück. .

Die Trommel 3 wird durch eine Feder 9 zurückgedreht und ist.. auf einem öl- oder Glyzeriridämpfer 8 montiert, der ihre Geschwindigkeit in beiden Richtungen begrenzt. Sobald also der Arm 5 in Berührung mit dem Anschlag 29- kommt, wird die Bewegung der Kurbel 4 im Sinne des Pfeiles 7 durch den Dämpfer 8 gebremst und kann nur mit einer bestimmten. Geschwindigkeit fortgesetzt werden.

Im Sinne des Pfeiles 6 kann der Führer,

wenn er die Kurbel 4 und damit die Trommel 2 langsam zurückführt, von C bis B den Arm 5 in Kontakt halten, da die Trommel 3 durch die Feder 9 mit einer durch die Federkraft und die Dämpferwirkung bestimmten Geschwindigkeit zurückgedreht wird. Die Federkraft kann natürlich durch Gewichtswirkung ersetzt werden.

Das Schema in Fig. 1 zeigt einen Nebenschlußmotor 10, der an der Achse 11 mittels einer Magnetkupplung 30 angreift. Die Stromquelle ist hier eine Batterie 13, kann aber auch ein Wärmemotor, kombiniert mit Dynamo und Batterie, oder eine Fahrleitung sein. Die Stromkreise sind mit dem Fahrschalter in folgender Weise verbunden:

Der Motor wird zimächst mittels des Anlassers 31 angelassen und läuft leer mit der geringsten Geschwindigkeit und der größten Feldstärke. Die Drehrichtung kann von vorwärts auf rückwärts mittels des Stromwenders 32 umgeschaltet werden.
Die obere Trommel 2 hat den Zweck, bei der Drehung der Kurbel 4 im Sinne des Pfeiles 7 allmählich die Kupplung 30 zu erregen mittels der Finger 35, die an die Widerstände 36 angeschlossen sind, um das Fahrzeug allmählich in Gang zu setzen. Sobald der Widerstand 36 ausgeschaltet ist (Stellung B der Walze 2), kommt der Mitnehmerarm 5 in Berührung mit dem Anschlag 29. Wenn der Führer die Kurbel 4 weiterdreht, bewirkt er durch Mitnahme der unteren Trommel 3 die Beschleunigung des Fahrzeugs. Infolge der Bremsung durch den Dämpfer 8 kann aber die Drehung der Trommeln nur langsam erfolgen. Die Beschleunigung wird durch Schwächung des magnetischen Feldes des Elektromotors bewirkt mittels allmählicher Einschaltung der Widerstände 34 durch die Finger 33. Wenn die beiden Trommeln am Ende des Weges in der Richtung 7 angelangt sind (Stellung C beider Trommeln), hat das Fahrzeug seine Höchstgeschwindigkeit erreicht.

Will nun der Führer die Fahrgeschwindigkeit allmählich verringern, dann dreht er die Kurbel langsam in der Richtung 6 (also Trommel 2 aus der Stellung C nach B zu), wobei der Arm 5 mit dem Anschlag 29 in Berührung bleibt und die beiden Trommeln zurückgeführt werden, die obere (2) durch die Kurbel und die untere (3) durch die Feder 9 unter Hemmung der Geschwindigkeit durch den Dämpfer 8. Durch die Rückdrehung der Trommel 3 wird das Feld des Elektromotors allmählich verstärkt. Die gegenelektromotorische Kraft des Motors wächst infolgedessen an, da die Drehgeschwindigkeit des mit der Fahrzeugachse 11 noch gekuppelten Ankers 10 nur ganz langsam (infolge der Reibungswiderstände) abnimmt, so daß die Ankerspannung die Entladespannung der Batterie bald übersteigt und der Motor somit als Generator in die'Batterie arbeitet. Dies gilt natürlich nur, solange durch die Trom-■mel 2 (in der Stellung A) noch nicht eine Aberregung der elektromagnetischen Kupplung 30 .stattgefunden hat; denn dann ist der Motor von der Achse 11 entkuppelt und eine Umsetzung der lebendigen Kraft des Fahrzeugs in elektrische Energie durch den als Generator laufenden Motor nicht mehr möglich. Soll in der Stellung A der Trommel 2 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs herabgesetzt werden, dann kann dies nur durch die Druckluftbremse (Handgriff 15) geschehen. Jedenfalls werden bei der dynamischen Bremsung des Fahrzeugs — und das ist der Zweck der Erfindung — gefährliche Rückströme von dem als Generator wirkenden Motor zur Stromquelle vermieden, da bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Ausführung des Fahrschalters eine zu plötzliche Feldverstärkung nicht möglich ist.

Will der Führer schnell bremsen, z. B. im Falle eines Hindernisses oder einer Gefahr, dann führt er die Kurbel 4 schnell nach der Nullstellung zurück, wodurch die Räder von

dem Motor entkuppelt werden, da die Finger 35 außer Kontakt mit dem Kontaktbelage auf der Walze 2 kommen und demzufolge der gesamte Widerstand 36 in den Kupplungsstrom eingeschaltet wird. An Stelle der Einschaltung des großen Widerstandes 36 könnte natürlich auch die gänzliche Abschaltung der Kupplungsleitung von der Stromquelle erfolgen (vgl. auch Fig. 2). Bei dieser Bremsung

to ist keine nennenswerte Stromrückgewinnung möglich, da die unbedeutende lebendige Kraft des Motorankers schnell aufgezehrt wird. Die Stillsetzung des Fahrzeugs muß durch Anziehen der Druckluftbremse bewirkt werden.

Bei der Talfahrt vollzieht sich die Stromrückgewinnung in der Weise, daß der Führer in dem Bestreben, die Fahrgeschwindigkeit konstant zu halten, das Dynamofeld durch Rückdrehen der Fahrkurbel auf eine Stellung zwischen C und B (Fig. 1) derart verstärkt, daß die durch die als Generator arbeitende elektrische Maschine bewirkte Bremsung gerade genügt, um das Fahrzeug in normaler Geschwindigkeit zu halten. Es findet hier dauernd Energierückgewinnung in einer vom Gefälle abhängigen Größe statt, und eine Entkupplung der elektrischen Maschine von der Fahrzeugachse wird nicht vorgenommen.
Die Bremskurbel 15 der Druckluftbremse ist mit der Kurbel 4 mittels einer Nockenscheibe 16 und eines Sperrhebels 17 derart verriegelt, daß die Druckluftbremse nur in Tätigkeit gesetzt werden kann, wenn die Schaltkurbel 4 im Nullpunkt steht und infolgedessen der Motor von" der Achse 11 entkuppelt ist. Dies hat den Zweck, daß bei angezogener Bremse nicht angelassen oder nicht gebremst werden kann, wenn der Motor noch mit den Triebrädern gekuppelt ist. '

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der an Stelle der Druckluftbremse eine Solenoidbremse vorgesehen ist, die durch dieselbe Trommel geschaltet werden kann wie die Kupplung. Bei dieser Ausführungsform wird, Wenn die Trommel 2 aus der Nullstellung (Linie A) im Sinne des Pfeiles 7 bewegt wird, Strom in die Kupplung 20 geschickt, wodurch das Fahrzeug nach entsprechender Schaltung des Anlassers 21 angelassen wird wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform. Durch eine Bewegung der Trommel 2 im Sinne des Pfeiles 6 aus der Nullstellung (Linie A) wird dagegen Strom in das Solenoid 22 geschickt, das die Bremsung des Fahrzeugs bewirkt. Die Abhängigkeit zwischen Bremse und Kupplung in der Weise, daß die Bremse nur dann in Tätigkeit treten kann, wenn der Motor entkuppelt ist, und umgekehrt, wird, hier auf einfachere Weise erreicht als bei der Ausführungsform nach Fig. i, nämlich lediglich durch die Anordnung der Kontaktbeläge auf der Walze 2.

Claims

Patent-Anspruch:

Fahrschalter für rein elektrisch oder durch Wärmemotoren in Verbindung mit elektrischen Maschinen und Batterien betriebene Fahrzeuge, mit Stromrückgewinnung, mit Kupplung zwischen Triebachsen und Elektromotoren und mit Geschwindigkeitsregelung durch Feldänderung der Elektromotoren, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Um bei der dynamischen Bremsung zu starke Rückströme zu verhüten, ist die Schaltwalze in zwei Teile (2, 3) geteilt und der eine Teil (2), welcher zur Regelung der Kupplung dient, fest mit der Führerkurbel (4) verbunden, während der andere Teil (3), welcher für die Geschwindigkeitsregelung (Feldänderung) dient, nur bei der Schaltbewegung im Sinne der Beschleunigung der Motoren (10), und zwar erst nach dem Schließen der Kupplung (30 bzw. 20), mit der Führerkurbel (4) gekuppelt ist, seine Schaltbewegung im Sinne der Verzögerung der Motoren (dynamischen Bremsung) dagegen unter Wirkung einer Rückholkraft (Feder 9) und einer Geschwindigkeitsdämpfung (8) selbständig ausführt·.

Hierzu 1 lilatt Zeichnungen.