DE255308C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antreiben von elektrischen Motorfahrzeugen mittels zweier Sammlerbatterien, von welchen jeweilig die eine an den Motor und die andere an eine Lademaschine angeschlossen ist. Eine selbsttätige Schaltvorrichtung, wie sie zum gleichen Zwecke — Austausch zweier Batteriesätze — bei Zugbeleuchtungsanlagen verwendet wird, schließt die bis zu einer bestimmten

ίο Grenze entladene Batterie an den Ladegenerator und die geladene an den Motor an. Gegenstand der Erfindung ist nun eine besondere Ausführungsform einer solchen selbsttätigen Schaltvorrichtung.

In der Zeichnung ist schemätisch eine Anordnung nach der Erfindung dargestellt.

Von den zwei Sätzen A und B von Sammlerbatterien ist der eine unter normalen Arbeitsverhältnissen an den Antriebsmotor C des Motorwagens und der andere an den Ladegenerator D angeschlossen. Der Motor C steht mittels Getriebes mit der Treibachse des Fahrzeuges in Verbindung. Der Generator D wird vorzugsweise durch eine kleine Verbrennungskraftmaschine E angetrieben. Die Verbindungen zwischen den Batterien und dem Motor bzw. Generator werden durch einen von Hand zu betätigenden Kontroller F, welcher vorzugsweise vom Trommeltyp ist, einen selbst tätigen Doppelschalter G und einen Doppelschalter / überwacht. Letzterer (J) ist mechanisch mit dem Schalter G verbunden, so daß er durch Einstellung dieses mit betätigt werden kann. Der Zweck des Schalters G besteht darin, die Batterien getrennt und nacheinander an den Motor C anzuschließen, während Schalter / die Batterien getrennt und nacheinander mit dem Generator D in Verbindung bringt.

Der Kontroller F ist mit elf festen Kontaktfingern F¹ bis F¹¹ und zehn beweglichen Kontaktsegmenten f¹ bis Z"¹⁰ versehen und kann vier verschiedene Arbeitsstellungen einnehmen, welche durch die unterbrochenen Linien 1 bis 4 angedeutet sind.

Der Schalter G besitzt einen Kern G¹, zwei Sätze feststehender Kontakte G², G³ und zwei Brückenkontakte G⁴, G⁵, von welchen der eine die zwei Kontakte G² und der andere die zwei Kontakte G³ verbinden kann. Der Schalterkern G¹ kann nach links bzw. nach rechts durch zwei Magnetspulen G⁶, G¹* geworfen werden, deren Stromkreise in erster Linie durch den Kontroller F vervollständigt werden können, wenn dieser (F) in seiner ersten Arbeits-Stellung ist, und zweitens durch zwei selbsttätige Relaisschalter H und I.

Die positiven Pole der zwei Batterien A und B sind durch Leitung 10 und Zweigleitungen mit dem positiven Pol des Motors C verbunden, während der negative Pol dieses Motors C durch Leitung 11 und Zweigleitungen mit je einem der Kontakte G² und G³ des Schalters G verbunden ist. Der andere

Kontakt G² dieses Schalters ist durch Leitungen 12 und 13 mit dem negativen Pol der Batterie A verbunden, während der zweite Kontakt G³ durch Leitungen 14, 15 an den negativen Pol der Batterie B angeschlossen ist. Der positive Pol des Generators D ist dauernd durch Leitungen 16 und 10 mit den positiven Polen beider Batterien A und B verbunden. Der negative Pol des Generators D ist durch Leitung 17 an den beweglichen Teil J¹ des Schalters / angeschlossen. Dieser Schalter hat zwei feste Kontakte J², J³, welche durch Leitungen 13,15 mit den negativen Polen der Batterien A und B verbunden sind.

Die Anordnung ist eine solche, daß, wenn Schalter G nach rechts geworfen wird, die Batterie A mit dem Motor C verbunden wird, so daß dieser angetrieben wird und zu gleicher Zeit die Batterie B behufs Ladung an den

ao Generator D angeschlossen wird. Wenn der Schalter G nach links geworfen wird, wird Batterie B an den Motor und Batterie A an den Generator D angeschlossen. Bei Bewegung des Schalters G¹ nach rechts findet nämlich in leicht erkennbarer Weise eine zwangläufige Umstellung des Schalters J¹ auf den rechten Kontakt J³ statt, entsprechend kommt bei Einstellung von G¹ nach links J¹ mit /² in Berührung.

Der Schalter G wird, wie folgt, selbsttätig von den beiden Batterien überwacht. Je ein Ende der Spulen G⁶, G⁷ ist unmittelbar mit den negativen Polen der Batterien A bzw. B verbunden. Das andere Ende der Spule G⁶ steht mit einem der zwei Kontakte H¹ des Relaisschalters H, das der Spule G⁷ mit einem der zwei Kontakte I¹ des Relaisschalters / in Verbindung. Der andere Kontakt H¹ ist durch Leitung 18 mit dem Kontaktfinger F¹ des Kontrollers -F verbunden, welcher (F¹) neben dem Kontaktfinger F² liegt, der durch Leitung 19 an den positiven Pol der Batterie A angeschlossen ist. In gleicher Weise ist der zweite Kontakt I¹ des Relaisschalters / durch Leitung 20 an Kontaktfinger F¹¹ und der benachbarte Kontaktfinger F¹⁰ durch Leitung 21 an den positiven Pol der Batterie B angeschlossen.

Der Relaisschalter H kann durch eine Spule H² betätigt werden, die im Nebenschluß zur Batterie A liegt. Dieser Schalter umfaßt außer dem Kontakt H¹ einen Kern H³ mit einem Brückenkontakt H¹, der die zwei Kontakte H¹ verbinden kann. Relaisschalter I kann durch eine Spule I² betätigt werden, die parallel zur Batterie B liegt und durch einen Kern I^s und die Brücke I¹ die zwei Kontakte Z¹ miteinander verbinden kann.

Wenn der Kontroller F in seiner Offenstellung ist, so ist der Stromkreis der Spulen G⁶, G⁷ des Schalters G an dem Kontroller offen. Die ganze Anordnung ist daher unwirksam, und die Schalter G und / sind in den dargestellten Mittelstellungen, in welche sie durch die Federn 22 bewegt sind. Wenn jedoch der Kontroller in seiner ersten Arbeitsstellung (1) ist, so sind die Kontaktfinger F¹, F² durch Segment f¹ und die Finger F ¹⁰, F¹¹ durch Segment f² verbunden, und die Stromkreise der Spulen G^e, G⁷ können jetzt durch die Schalter H und I vervollständigt werden.

Angenommen, die Batterie A ist bis zu einem bestimmten Grade entladen, so daß der Kern H^a mit der Brücke Hⁱ fällt und die beiden Kontakte H¹ verbindet. Es wird dann die Spule G⁶ erregt (Stromweg: + A, 19, F², f\ F¹, 18, W, H¹, G⁶, —A) und der Schalter G¹ nach links geworfen. Hierdurch wird die Batterie B an den Motor C und die Batterie A an den Generator D angeschlossen. Wenn die Batterie B bis zu einem bestimmten Grade entladen ist, so wird der Kern I^s des Schalters / so weit fallen, daß dieser sich schließt, der Stromkreis der Spule G⁷ vervollständigt (Stromweg: + B, 2i, F¹⁰, f², F¹¹, 20,1¹, J⁴, G⁷, — B), Schalter G¹ nach rechts geworfen wird und dadurch die Batterien umgeschaltet werden, d. h. Batterie A wird an den Motor C, Batterie B an den Generator D angeschlossen.

Um bei Ladung der Batterie A und Entladung der Batterie B den Schalter H daran zu verhindern, sich zu heben und den Stromkreis der Spule G⁶ zu öffnen, bevor durch die Entladung der Batterie B bis zu einer bestimmten Grenze der Schalter / geschlossen wird, um also zu verhindern, daß durch einen vorzeitigen Rückgang des Schalters G in die Mittelstellung die Batterie B vom Motor C abgeschaltet wird, ohne daß gleichzeitig die Batterie A an den Motor C angeschlossen wird, und um bei Ladung der Batterie B und Entladung der Batterie A entsprechend ein vorzeitiges Hochgehen des Schalters / zu verhindern, sind unter Federdruck stehende KImken K vorgesehen. Jede derselben hält ihren Schalter in geschlossener Stellung, bis der • andere Schalter geschlossen ist. Die Klinken K können von je einer Spule K' bzw. K" zurückbewegt werden; von diesen Spulen liegt die linke (K') parallel zur rechten, ihr nicht zugeordneten Batterie B, entsprechend die rechte Spule K" parallel zur linken Batterie A. K' wird erregt, wenn der andere Relaisschalter I geschlossen wird, entsprechend K" durch Schließen des Relais H. Jede der Spulen K', K" hat nämlich in ihrem Stromkreise ein Paar feststehende Kontakte K², welche bei dem Schließen des anderen Relaisschalters durch eine Brücke K³ miteinander verbunden wer-

den. Der einmal geschlossene Relaisschalter H bzw. I wird daher geschlossen bleiben, bis die Spannung der zugehörigen, sich entladenden Batterie so weit sinkt, daß sich ihr Relaisschalter schließt. Hierauf wird die Klinke, welche den bisher geschlossenen Relaisschalter in geschlossener Stellung zurückhält, zurückgezogen, und dieser Schalter kann sich öffnen, indem hierzu die Erregung der Ideinen Spule H²

ίο bzw. J² nunmehr genügt.

Wenn also gemäß Vorstehendem der Kontroller F in der ersten Arbeitsstellung ist, so werden die Batterien selbsttätig und nacheinander an den Motor bzw. Generator angeschlossen, und wenn eine Batterie bis zu einer bestimmten Grenze entladen ist, wird sie behufs Wiederladung an den Generator angeschlossen.

Da nun die automatische Vorrichtung aus irgendeinem Grunde außer Ordnung geraten oder es unter Umständen wünschenswert sein kann, sie nicht zu benutzen, so ist der Kontroller sp eingerichtet, daß einer der beiden Batteriesätze für den Antrieb des Motors verwendet und der andere Batteriesatz unabhängig von der automatischen Schaltvorrichtung geladen werden kann. Außerdem können auch beide Batterien gleichzeitig und schließlich beide Batterien zusammen mit dem Generatbr parallel zum Motor geschaltet werden. Dies wird wie folgt herbeigeführt: Der negative Pol der Batterie A ist durch Lei-'tung 25 an den Kontaktfinger F³ angeschlossen und der negative Pol des Motors C durch Leitung 26 an den Kontaktfinger F⁴. Diese zwei Kontaktfinger F⁸, F⁴ werden durch die zwei elektrisch miteinander verbundenen Segmente f^s und f⁴ überbrückt, wenn der Kontroller in der zweiten Arbeitsstellung (2) ist. Der negative Pol des Generators D ist durch Leitungen 17 und 27 mit dem Kontaktfinger F⁷ verbunden und der negative Pol der Batterie B durch Leitung 28 mit dem Kontaktfinger F⁸. Diese zwei Finger F⁷, F⁸ werden durch elektrisch verbundene Segmente f^s und f^e in der zweiten Arbeitsstellung überbrückt. In dieser wird daher die automatische Vorrichtung durch öffnen des Stromkreises der Spulen G⁶, G¹ an den Kontaktfingern F¹, F² und , F¹⁰, F¹¹ außer Betrieb gesetzt, und zu gleicher Zeit wird Batterie A an den Motor C und Batterie B an den Generator D angeschlossen. Diese Verbindungen können aufrechterhalten werden, bis Batterie A bis zu irgendeiner Grenze entladen ist.

Der negative Pol der Batterie A ist nicht nur an F³, sondern außerdem an F⁹ angeschlossen und der negative Pol der Batterie B an F⁸ und F⁶. Wenn der Kontroller daher in seiner dritten Arbeitsstellung ist, so werden die Kontaktfinger F⁴ und F⁵, welche mit dem negativen Pol des Motors C bzw. der Batterie B verbunden sind, durch die Segmente Z"⁴ und f und der mit der Batterie A verbundene Kontaktfinger F⁹ und der mit dem negativen Pol des Generators verbundene Kontaktfinger F⁷ durch Segmente f^s und f⁵ miteinander verbunden. In der dritten Arbeitsstellung ist daher die Batterie B an den Motor C und Batterie A an den Generator D unabhängig von der selbsttätigen Schaltvorrichtung angeschlossen, und. es kann Batterie B bis zu einer bestimmten Grenze entladen werden.

Außer den oben genannten Kontakten ist die Trommel des Kontrollers mit zwei Kontakten Z"⁹, Z"¹⁰ versehen. Diese (Z"⁹, f¹⁰) kommen in der vierten Arbeitsstellung mit den Fingern F³ und F⁶, welche an den negativen Pol der Batterie A bzw. des Generators D angeschlossen sind, in Eingriff. In dieser Stellung (4) stehen das Segment f mit dem mit dem negativen Pol der Batterie B verbundenen Finger F⁵ und Segment f* mit dem an den negativen Pol des Motors angeschlossenen Finger F⁴ in Eingriff. Da die Segmente fⁱ, f\ P und Z"¹⁰ untereinander in elektrischer Verbindung stehen, so werden in dieser Stellung (4) des Kontrollers die zwei Batterien und der Generator mit dem Motor parallel geschaltet, so daß die ganze vorhandene Kraft auf einmal benutzt werden kann. Wenn erwünscht, könnten in dieser vierten Stellung des Kontrollers nur die zwei Batterien parallel zum Motor gelegt werden, und die Batterien und der Generator könnten dann mit dem Motor in einer fünften Stellung des Kontrollers verbunden werden.

Die Relaisschalter H und / sind so eingestellt, daß sie auf geringste Spannungsänderungen ansprechen, so daß die durchschnittliche Spannung eines Batteriesatzes nicht wesentlich größer oder geringer werden kann als die durchschnittliche Spannung des anderen Satzes. Die Spannung des Generators D ist ferner annähernd gleich der Maximalspannung jedes Batteriesatzes. Es können folglich beide Batterien und der Generator parallel zum Motor gelegt werden, ohne Gefahr zu laufen, daß der eine Teil den anderen mit Strom speist. Selbst wenn es erwünscht wäre, daß die Spannung des Generators für Ladezwecke über der gewünschten Maximalspannung der Batterie ist, so kann der Widerstand der Verbindungen zwischen dem Generator und dem Kontroller derart sein, daß die wirksame Spannung des Generators an dem Kontroller im wesentlichen gleich der der Batterien ist.

Die Widerstände der die Spulen G⁶, G¹, H²,

/² und K', Κ" enthaltenden Stromkreise sind so groß, daß nur eine geringe Strommenge durch diese Teile fließen kann.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zum Antrieb elektrischer Fahrzeuge mittels zweier Batterien, von welchen jeweilig die eine an den Motor und die andere an einen Ladegenerator

ίο angeschaltet ist, mit einer selbsttätigen Schaltvorrichtung, welche die bis zu einer bestimmten Grenze entladene Batterie an den Generator und die geladene Batterie an den Motor schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der beiden Batterien (A bzw. B) ein elektromagnetischer Schalter (H bzw. I) parallel liegt und beide Schalter (H, I) mit einem die Umschaltung der Batterien bewirkenden Doppelschalter

(G) derart zusammenwirken, daß, wenn die eine Batterie bis zu einer bestimmten Stelle entladen ist, ihr Schalter sich schließt und den Doppelschalter nach einer seiner beiden Schließstellungen bewegt, während bei einer bestimmten Grenze der Entladung der anderen Batterie der Doppelschalter nach der anderen seiner Schließ-Stellungen bewegt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Batterieschalter (H, I) bei eingetretener Entladung seiner Batterie (A, B) und Anschaltung derselben an den Ladegenerator (D) einen den Doppelschalter (G) steuernden Stromkreis durch die Spulen (G⁶, G⁷) schließt und in dieser Schließstellung so lange verriegelt wird, bis die andere Batterie entladen ist.

3. Anordnung nach Anspruch ϊ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Batterieschalter (H, I) einen Elektromagnetkern (H³,1³) mit zwei parallelen Stromschlußstücken umfaßt, von denen das eine bei Schließung des Schalters von einer Klinke (K) verriegelt wird, die durch Schließung des anderen Batterieschalters ausgelöst wird, so daß sich jeder der Schalter (H bzw. I) erst dann öffnen kann, wenn der andere (I bzw. H) geschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (J) für den Ladegenerator (D) mechanisch von dem von den Batterien betätigten Doppelschalter (G) umgelegt wird und die selbsttätigen Schalter in für andere Steuerungen bekannter Weise mit einem Handkontroller derart verbunden sind, daß mittels dieses das selbsttätige Schalten verhindert und eine Vornahme der erforderlichen Schaltungen von Hand ermöglicht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.