DE262873C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 262873 KLASSE 21 c. GRUPPE- M 262873 CLASS 21 c. GROUP

„PHI" SOCIETE ANONYME in PARIS."PHI" SOCIETE ANONYME in PARIS.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. November 1910 ab.Patented in the German Empire on November 20, 1910.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung· zum.Beleuchten von Fahrzeug'en, beispielsweise Eisenbahnwagen, durch elektrisches Licht, und zwar eine Vorrichtung derjenigen Art, welche man an den Fahrzeugen derart anbringt, daß sie unmittelbar von den Achsen des Fahrzeuges aus angetrieben wird.The subject matter of the invention is a device for lighting vehicles, for example railroad cars, by electric light, namely a device the kind that is attached to the vehicles in such a way that they are directly from the axles of the vehicle is driven from.

Das Ziel, welches sich die Erfindung" stellt,The goal set by the invention "

ίο besteht darin, die Vorrichtung derart einzurichten, daß sie unabhängig von der Bewegungsrichtung der Fahrzeuge, an welchen sie sitzt, das Laden von Akkumulatoren vornimmt, welche den Nutzstromkreis speisen. ίο consists in setting up the device in such a way that that regardless of the direction of movement of the vehicles on which it is seated, it charges accumulators that feed the utility circuit.

Die Vorrichtung der Erfindung ist eine Regelungsvorrichtung für den Erregerstromkreis einer Dynamomaschine und gehört im besonderen zu den Vorrichtungen, bei denen Widerstand in oder aus dem Stromkreis teilweise durch eine von dem Zentrifugalregulator betätigte Vorrichtung . und teilweise durch einen Elektromagneten geschaltet wird. Bei. den jetzt bekannten bestehenden Ausführungen wirkt jedoch der Elektromagnet auf die Gesamtheit der Widerstände derart, daß er im Verein mit der durch die Zentrifugalkraft betätigten Vorrichtung nur Korrektionen der eigentlichen Regelungsvorrichtung vornimmt. Bei der Erfindung bewirken aber der Elektromagnet mit einer durch Zentrifugalkraft betätigten Vorrichtung allein die Regelung, und zwar zufolge eines eigenartigen, unten näher beschriebenen Zusammenarbeitens beider. Die Zentrifugalreglervorrichtung" wirkt nämlich bei den Geschwindigkeitsänderungen der Dynamomaschine und schaltet in bekannter Weise stufenweise Widerstände in den Stromkreis für bestimmte Geschwindigkeiten ein und aus, während der nur einen Zusatzwiderstand von bestimmtem Werte beeinflussende Elektromagnet die Wirkungen kompensiert, für welche der Zentrifugalregulator nicht empfindlich genug ist, z. B. bei Strom- oder Spannungsänderungen, die entweder zufolge des Leitungswiderstandes bei Belastung auftreten (Spannungsabfall) oder durch die jedem Zentrifugalregulierungssystem anhaftenden Fehler hervorgerufen werden (stufenweise Einschaltung, mechanische Hysteresis der Massen).The device of the invention is a control device for the excitation circuit of a dynamo machine and belongs in particular to the devices in which Resistance in or out of the circuit in part by one of the centrifugal regulator actuated device. and is partially switched by an electromagnet. At. the existing designs now known, however, are affected by the electromagnet the totality of the resistances in such a way that it is combined with that caused by the centrifugal force actuated device only makes corrections to the actual control device. In the invention, however, cause the electromagnet with a device operated by centrifugal force alone the Regulation, based on a peculiar cooperation described in more detail below in the. Namely, the centrifugal governor "acts on the speed changes the dynamo and switches resistors in a known manner in the circuit for certain speeds on and off, during only one Additional resistance of certain values influencing electromagnets the effects compensated for which the centrifugal regulator is not sensitive enough, e.g. B. at Current or voltage changes, either as a result of the line resistance at Load occur (voltage drop) or by any centrifugal regulation system adhering errors are caused (gradual activation, mechanical hysteresis of the masses).

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.The drawing, which shows an exemplary embodiment, serves to explain the invention of the invention.

Die Regulierung einer Lademaschine entsprechend der Geschwindigkeit der Dynamomaschine findet auf die folgende AVeise statt:The regulation of a loading machine according to the speed of the dynamo takes place in the following way:

Eine Scheibe 1 (Fig. 1 und 2) sitzt auf einer Welle 2, die gleichzeitig mit der in Betracht kommenden Lademaschine A angetrieben wird, oder die noch besser selbst einenA disk 1 (Fig. 1 and 2) sits on a shaft 2, which is driven simultaneously with the loading machine A in question , or even better, one itself

Teil der Welle dieser Maschine bildet. Die Scheibe ι ist von der Welle 2 mittels einer Muffe 3 aus geeignetem Material elektrisch isoliert. Schwungmassen 4 liegen in radial verlaufenden Führungen in der Scheibe 1, und zwar in der Nähe ihres Umfanges. Auf der Umfangsseite der Scheibe 1 sind Federn 5 angeordnet, welche die Schwungmassen 4 nach einwärts zu drücken suchen, so daß diese in Berührung mit Kontakten 6 bleiben, welche in entsprechender Weise in der Scheibe 1 zwischen den Schwungmassen 4 und dem Mittelpunkt der Scheibe angeordnet sind. Durch Schrauben 7 kann die Kraft der Federn 5 geregelt werden. Ein Kranz 8 ist an einer Seite über den Umfang der Scheibe 1 geschoben, so daß er die unter Einwirkung der Zentrifugalkraft auftretende Verschiebung der Schwungmassen 4 nach außen zu begrenzt.Forms part of the shaft of this machine. The disk ι is from the shaft 2 by means of a Sleeve 3 made of a suitable material, electrically insulated. Inertia masses 4 lie in the radial direction running guides in the disc 1, in the vicinity of their circumference. On the On the circumferential side of the disc 1, springs 5 are arranged, which the centrifugal masses 4 according to seek to press inwards so that they stay in contact with contacts 6, which in a corresponding manner in the disk 1 between the centrifugal masses 4 and the center the disc are arranged. The force of the springs 5 can be regulated by means of screws 7 will. A ring 8 is pushed over the circumference of the disc 1 on one side, so that he is the displacement of the occurring under the action of centrifugal force Inertia masses 4 limited to the outside.

Hintereinander geschaltete Widerstandsspulen 9 sind in gleicher Zahl vorhanden und in entsprechender Weise angeordnet wie die Kontakte 6, derart, daß jeder Kontakt 6 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spulen geschaltet ist, wie dieses aus dem Schema Fig. 2 hervorgeht. Die Spulen 9 werden zweckmäßig in der Weise auf der Scheibe 1 angebracht, daß sie während der Drehung der Scheibe von der hindurchstreichenden Luft gekühlt werden. Schleifringe 10 und 11 sitzen konzentrisch zu der Welle 2 und sind voneinander isoliert. Der Schleifring 10 ist mit der Masse der Scheibe 1 elektrisch verbunden, mit der auch das eine Ende der Widerstandsspule 9⁷ verbunden ist. Auf den Schleifringen 10 und 11 schleifen entsprechende Bürsten 12 und 13.Resistance coils 9 connected in series are present in the same number and arranged in a corresponding manner as the contacts 6, in such a way that each contact 6 is connected between two successive coils, as can be seen from the diagram in FIG. The coils 9 are expediently mounted on the disk 1 in such a way that they are cooled by the air passing through them while the disk is rotating. Slip rings 10 and 11 sit concentrically with the shaft 2 and are isolated from one another. The slip ring 10 is electrically connected to the ground of the disk 1, to which one end of the resistance coil 9 ^{7 is also} connected. Corresponding brushes 12 and 13 slide on slip rings 10 and 11.

Die hintereinander geschalteten Spulen 9 liegen in dem Erregerstromkreis der Lademaschine A₁ wobei diese Maschine, wie aus der Zeichnung hervorgeht, als Nebenschlußdynamomaschine gedacht ist, und zwar erfolgt die Einschaltung der Spulen einerseits mittels einer Leitung 14, welche, wie oben gesagt ist, an der Scheibe 1 angeschlossen ist, über den Schleifring 10 und die Bürste 12, und andererseits mittels einer Leitung 15, welche mit dem Schleifring 11 verbunden ist, über die Bürste 13. Man verteilt nun die Schwungmassen 4, welche verschiedene Größen besitzen, derart, daß sie eine der Kontaktreihe 6 entsprechende Schwungmassenreihe bilden, bei der die Massen allmählich in bestimmter Richtung zunehmen, so daß sie unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft nacheinander verschoben \verden, sobald die Vorrichtung mit wachsender Geschwindigkeit gedreht wird.The coils 9 connected in series are located in the excitation circuit of the charging machine A _1, whereby this machine, as can be seen from the drawing, is intended as a shunt dynamo machine, namely the switching on of the coils takes place on the one hand by means of a line 14 which, as stated above, is connected to the Disc 1 is connected, via the slip ring 10 and the brush 12, and on the other hand by means of a line 15, which is connected to the slip ring 11, via the brush 13. The centrifugal masses 4, which have different sizes, are now distributed so that they form a series of centrifugal masses corresponding to the series of contacts 6, in which the masses gradually increase in a certain direction, so that they are displaced one after the other under the action of centrifugal force as soon as the device is rotated with increasing speed.

Z\veckmäßig stattet man die Maschinen mitThe machines are usually equipped with

geeigneten Vorrichtungen aus, welche die durch die Ankerrückwirkung hervorgerufenen Übelstände vermeiden, die einerseits in der Hervörbringung einer Quermagnetisierung und andererseits in einer unter dem Namen Spannungsabfall bekannten Verringerung der in der Maschine erzeugten Potentialdifferenz bestehen und, da sie von dem Ankerwiderstand herrührt, mit der Größe der abgegebenen Stromstärke wächst.suitable devices, which are caused by the anchor reaction Avoid inconveniences that, on the one hand, result in transverse magnetization and on the other hand, a reduction known as voltage drop the potential difference generated in the machine and, since it is due to the armature resistance arises, grows with the size of the output current.

Um die zunächst erwähnte Quermagnetisierung aufzuheben, finden Mittel Anwendung, die im allgemeinen hierfür bekannt sind.In order to cancel the transverse magnetization mentioned above, means are used, which are generally known for this.

Den auftretenden Spannungsabfall vermeidet man zweckmäßig durch besondere Vorrichtungen zum selbsttätigen Kurzschließen eines Teiles der vorher erwähnten Widerstandsspulen 9 oder anderer besonderer Zu- · satzwiderstände, sobald die. Belastung der Stromerzeugungsmaschinen und infolgedessen auch der Spannungsabfall in demselben Verhältnis wächst. Zur Ausführung dient zweckmäßig ein Elektromagnet, dessen Anker das Kurzschließen der Spulen oder Zusatz widerstände vornimmt, sobald die Spannung unter dem Einfluß des wachsenden Spannungsabfalles sich vermindert und hierdurch der Spulenanker von dem Elektromagneten freigegeben wird.The voltage drop that occurs is expediently avoided by using special devices for the automatic short-circuiting of part of the aforementioned resistance coils 9 or other special additional resistances as soon as the. Load on power generating machines and as a result the voltage drop also increases in the same proportion. It is useful for execution an electromagnet, the armature of which resisted the short-circuiting of the coils or additional components takes place as soon as the voltage is under the influence of the increasing voltage drop decreases and the coil armature is thereby released from the electromagnet will.

Zweckmäßig verwendet man hierzu einen besonderen Elektromagneten, dessen Anker abgestoßen wird und dabei einen Zusatzwiderstand von passender Größe kurzschließt, wenn die Spannung an den Klemmen der Dynamomaschine sinkt. Am zweckmäßigsten wählt man für diesen Zusatzwiderstand einen Teil der durch die Zentrifugalmasse in den Stromkreis ein- und ausgeschalteten Widerstände. Die bei Benutzung eines derartigen Elektromagneten erforderlichen Leitungen und Schaltungen bei einem Stromkreis, der entsprechend. Fig. 3 der Zeichnung einen Stromerzeuger A, eine in dem Hauptstromkreis der Maschine liegende Akkumulatorenbatterie B und eine Regulierungsvorrichtung der vorher beschriebenen Art enthält, sind die folgenden:It is advisable to use a special electromagnet for this purpose, the armature of which is repelled and in the process short-circuits an additional resistor of a suitable size when the voltage at the terminals of the dynamo drops. It is most expedient to choose a part of the resistances that are switched on and off by the centrifugal mass in the circuit for this additional resistance. The lines and circuits required when using such an electromagnet in a circuit that is accordingly. Fig. 3 of the drawing contains a generator A, an accumulator battery B located in the main circuit of the machine and a regulating device of the type described above, are the following:

Ein dritter Schleifring 18 (Fig. 2 und 3) mit einer Bürste 19 ist mit einem der Kontakte 6 derart verbunden, daß dieser Teilwiderstand der Spulen 9, nämlich 9¹ -j- 9², welcher zwischen diesem Kontakt 6 und demjenigen liegt, welcher mit derjenigen Masse 4 verbunden ist, die sich zuerst anhebt, selbst dem · zur Aufhebung des Spannungsabfalles erforderlichen Widerstand entspricht. Die Bürste 19 wird mit einer geeigneten Klemme des Stromerzeugers A über einem Kontakt 20 verbunden, der durch den oben erwähnten Elektromagneten derart in Tätigkeit gesetzt wird, daß er den Kurzschluß der betreffenden Widerstandsspulen 9¹ -4- 9- herbeiführt. Die Wicklung des Elektromagneten liegt im Ne-A third slip ring 18 (Fig. 2 and 3) with a brush 19 is connected to one of the contacts 6 in such a way that this partial resistance of the coils 9, namely 9 ¹ -j- 9 ² , which lies between this contact 6 and that which is connected to that mass 4 which rises first, itself corresponds to the resistance required to cancel the voltage drop. The brush 19 is connected to a suitable terminal of the power generator A via a contact 20 which is activated by the above-mentioned electromagnet in such a way that it short-circuits the respective resistance coils ^{9 1} -4- 9- . The winding of the electromagnet is in the

benschluß zu dem Hauptstromkreis des Erzeugers A. connection to the main circuit of generator A.

Die vorher beschriebene Regulierungsvorrichtung wirkt, wie leicht einzusehen, um so besser, je größer die Anzahl der Schwungmassen 4 und der Widerstandsstufen ist. Aber selbst bei einer unendlich großen Anzahl von Schwungmassen und Stufen tritt, obgleich, diese letzteren aus Gründen, die weiter untenThe regulation device described above works, as is easy to see, so The greater the number of centrifugal masses 4 and the resistance levels, the better. But even with an infinitely large number of centrifugal masses and steps, although the latter occurs for reasons which will be given below

ίο erklärt sind, nur eine sehr kleine Verschiebung atisfuhren können, unter der Wirkung der Zentrifugalkraft der erwähnten Anordnung der Übelstand auf, daß die Massen 4 nicht sofort wieder in ihre Anfangsstellung dann zurückkehren, wenn sich die Geschwindigkeit ändert und dabei auf den Wert kommt, bei dem die Schwungmassen von den Kontakten 6 abgehoben wurden, sondern erst dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle diese Umdrehungsgeschwindigkeit nicht unwesentlich unterschritten hat. Es wird also außer der Verringerung der Geschwindigkeitίο are explained, only a very small shift can run under the action of the centrifugal force of the arrangement mentioned the disadvantage that the masses 4 do not immediately return to their initial position when the speed changes and thereby comes to the value at which the centrifugal masses of the contacts 6 were lifted off, but only when the speed of rotation of the shaft does not exceed this speed of rotation has fallen below insignificantly. So it will save the speed

■ der Dynamomaschine eine Verzögerung sich bemerkbar machen, die sich durch einen Spannungsabfall an den Klemmen der Dynamomaschine äußert. Ebenso tritt Spannungsänderung an den Klemmen des Erzeugers A während den j eiligen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Welle 2 ein, welche zwischen solchen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Welle liegen, bei denen ein Anheben zweier benachbarter Schwungmassen erfolgt.■ the dynamo machine notice a delay, which is expressed by a voltage drop at the dynamo terminals. Likewise, the voltage change occurs at the terminals of the generator A during the respective rotational speeds of the shaft 2, which are between those rotational speeds of the shaft at which two neighboring centrifugal masses are lifted.

Um diese Unannehmlichkeiten zu beseitigen und dabei auch . in der letzten Reglerstufe regeln zu können, wählt man den Zusatzwiderstand so, daß er gleich oder größer ist, als die von der Zentrifug'alreglervorrichtung bei der höchsten Tourenzahl einzuschaltende letzte Widerstandsstufe, die in der Regel auch die größte Stufe ist.To eliminate this inconvenience and at the same time. in the last controller stage To be able to regulate, one chooses the additional resistance so that it is equal to or greater than that The last to be switched on by the centrifugal regulator device at the highest number of revolutions Resistance level, which is usually also the largest level.

Wie gesagt, nimmt man vorzugsweise als Zusatz widerstand eine gewisse Anzahl der zuerst in den Stromkreis durch die Zentrifugalmassen eingeschalteten Widerstände 9, alsoAs I said, one preferably takes a certain number of first as an additional resistance in the circuit through the centrifugal masses switched resistors 9, so

z. B, 9¹ -|- p². Hieraus ergibt sich also, daß bei dem geringsten Nachlassen der Potentialdifferenz an den Klemmen der Maschine A sofort der Elektromagnet seinen Kern freigibt, so daß der Kontakt 20 sich schließt und hierdurch den betreffenden Teil 9¹ +.' g² der Widerstandsspulen 9 kurzschließt, wodurch eine sofortige Regelung der Spannung eintritt, während erst bei Nachlaß der Touren um einen bestimmten Betrag der Zentrifugalregler ansprechen würde.z. B, 9 ¹ - | - p ² . So From this it follows that at the slightest decrease in the potential difference at the terminals of the machine A, the electromagnet immediately releases its core, so that the contact 20 closes and thus the portion concerned 9 + ^1. ' g ^{2 of} the resistance coils 9 short-circuits, as a result of which the voltage is regulated immediately, while the centrifugal regulator would only respond when the tours decrease by a certain amount.

Zweckmäßig stattet man den Elektromagneten besonders dann, wenn die' Stromerzeuger zum Wiederaufladen einer Akkumulatorenbatterie B benutzt werden und diese BatterieThe electromagnet is expediently equipped especially when the 'power generators are used to recharge an accumulator battery B and this battery

z. B. sehr stark entladen ist, außer mit einer Wicklung aus feinem Draht noch mit einigen Windungen einer in den Hauptstromkreis eingeschalteten, mit der feindrähtigen Wicklung gleichsinnig wirkenden Wicklung 21 aus starkem Draht aus. Diese haben den Zweck, bei stark entladener Batterie und demzufolge starkem Ladestrom durch Öffnung des Kontaktes und Einschaltung des Zusatzwiderstandes -f- 9¹ die Klemmspannung der Lademaschine so lange herabzusetzen, bis die Ladung der Batterie einen bestimmten Grad erreicht hat und ihre elektromotorische Gegenkraft so gestiegen ist, daß der Ladestrom eine bestimmte Größe auch bei voller Spannung der Maschine nicht überschreiten wird, bei welchem Stromwerte dann die Wirkung der wenigen Windungen dicken Drahtes gegenüber der dünndi'ahtigen Spule zu vernachlässigen ist.z. B. is very heavily discharged, except with a winding made of fine wire with a few turns of a connected in the main circuit, with the fine-wire winding acting in the same direction winding 21 made of strong wire. The purpose of these is to reduce the terminal voltage of the charging machine when the battery is heavily discharged and the charging current is high by opening the contact and switching on the additional resistor -f- 9 ¹ until the battery has been charged to a certain level and its counter electromotive force has increased is that the charging current will not exceed a certain value even with full voltage of the machine, at which current values the effect of the few turns of thick wire compared to the thin-wire coil is negligible.

Der Elektromagnet wird noch mit einem Vorschaltwiderstand IV versehen, der von seinem abfallenden Anker kurzgeschlossen wird, um das beim Abfallen des Ankers sich verkleinernde, auf diesen ausgeübte Anzugsmoment wieder zu vergrößern und so den Magneten für die Anzugsphase wieder empfindlich zu machen.The electromagnet is also provided with a series resistor IV , which is short-circuited by its falling armature in order to increase the tightening torque exerted on it when the armature drops and thus make the magnet again sensitive to the tightening phase.

Claims

Patent Claims:

1. Control device for the excitation circuit of a dynamo machine, at which resistances by a device operated by a centrifugal regulator and switched in or out of the circuit by an electromagnet, characterized by such Cooperation between the centrifugal control device and the electromagnet influenced by the mains voltage, that the finer, z. B. from the centrifugal regulator due to its insensitivity between two switching stages cannot be brought about or as a result of voltage or current changes, the sensitive control processes become necessary in both directions of change Immediately responding electromagnet caused by the fact that it is an immutable Switches additional resistor off or on.

2. Control device according to claim I, characterized in that the Additional resistance switched by the play of the armature of the electromagnet by a certain number of resistances, which are switched into the circuit by the centrifugal masses, the sum of which is chosen is that their total value is equal to or greater

is the last through the centrifugal masses at the greatest speed switching resistance.

3. Control device according to claim ι and 2, characterized in that the electromagnet is provided except with the \ ^r on the mains voltage influenced winding made of fine wire with a few turns of a winding (21) connected to the main circuit made of strong wire, for the purpose, at the beginning of the charging of a heavily discharged battery by the dynamo machine, reduce its charging voltage.

1 sheet of drawings.