DE309554C

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Publication number: DE309554C
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Description

KAISERLICHES 'Λ

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für

elektrische Bremsung von zwei oder mehreren Motoren, und zwar werden die Stromschluß-" stücke der bekannten Kreuzschaltung, die kreuzweise einander übergreifende Verbindungen je eines Ankerpoles mit dem einen Feldpol eines anderen Motors bewirken, durch einen Widerstand enthaltende Verbindungen überbrückt. . .

Die elektrische Bremsung von zwei- oder mehrmotorigen Triebwagen mit Gleichstrom-Hauptstrommotoren erfolgt zumeist in Nebeneinanderschaltung sämtlicher Motoren. Diese Nebeneinanderschaltung der Motoren geschieht durch Zusammenfassung sämtlicher Anker .4 . und sämtlicher Felder F nach Fig. 1 oder 5 in der Parallelschaltung, oder durch kreuzweise übereinandergreifende Verbindung sämtlicher Anker und Felder in der Kreuzschaltung nach

ao Fig. 2 oder 6. Bei vier Motoren lauten z. B. die kreuzweise geschalteten Verbindungen ^₁-F₂, A₂-F₃, A_a-F_t, AfF₁.

Die Sicherheit der im elektrischen Bahnbetriebe häufig verwendeten elektrischen Bremse hängt nun davon ab, ob der Bremsstromkreis im Falle von Kabelunterbrechungen wenigstens teilweise aufrechterhalten bleibt oder nicht. Erfahrungsgemäß treten die meisten Unterbrechungen weder in der Fahrstromzuleitung noch in. der Bremsstromleitung, sondern in .den Motoren selbst auf, und zwar an den Kabelanschlüssen von Spulen oder Bürsten, bei den Kabeleinführungen in die Motoren und bei den Kabel verbindungen. ■ .

Diese Unterbrechungen, die durch mechanische Ursachen unmittelbar oder als Folge" eines Kurzschlusses eintreten, kommen bei der Parallelschaltung der Motoren sowohl während der Fahrt als während der Bremsung dem Fahrer zumeist gar nicht zum Bewußtsein, da er sie erst bei Wiederaufnahme der Fahrt in der Hintereinanderschaltung bemerkt. Bei der Parallelschaltung bleibt die Wirkung der elektrischen Bremse in solchen Fällen wenigstens teilweise erhalten, nicht aber bei der Kreuzschaltung, bei der die elektrische Bremse infolge der Unterbrechung ganz unvermutet versagt.

Die Unterbrechung der 8-förmigpn Schleife A₁-F₂-F₁-A₂ (Fig. 2) der Kreuzschaitung zweier 5°: Motoren bewirkt das gänzliche Versagen der elektrischen Bremse, nicht minder aber auch die Unterbrechung irgendeines Ankers oderV Feldes in der Kreuzschaltung mehrerer Motoren. Dies ist der Nachteil der Kreuzschaltung gegenüber der Parallelschaltung; durch gleichmäßigere Belastung der Motoren ist die Kreuzschaltung nur bei geringen Stromstärken im Vorteil, doch hat dies keinen praktischen Wert.

Ist somit die Parallelschaltung grundsätzlich der Kreuzschaltung vorzuziehen, so wurde e'rstere doch mit der Einführung der neueren

ίθί)554

Wendepolmotoren mit sehr starken Wendepolfeldern W unhaltbar. Bei diesen Motoren ergab die Nebeneinanderschaltung sämtlicher Anker A das Auftreten von kurzschlußartigen Ausgleichsströmen im Ankerwcndepolstromkreise, der z.B. bei zwei Motoren A₁-W₁-W₂-A₂ (Fig. i) lautet.

Diese immer in geringem Maße vorhandenen Ausgleichsströme stören aber bei Überschreitung

ίο eines bestimmten Grenzwertes die elektrische Bremsung ganz empfindlich, indem sie trotz

■ vorhergegangener voller Erregung aller Felder 'das Stromloswerden des aus den Feldern, dem Vorschaltwiderstand und der äußeren Bremsleitung bestehenden Bremskreises und damit

.'. das Versagen der elektrischen Bremse bewirken. Erst nach Abschaltung weiterer Bremswiderstandsstufen erregt sich wieder die elektrische Bremse, jedoch stoßweise und mit um so größerer Kraft, je länger der »Bremsverzug« gedauert hat. Die elektrische Bremse pflegt also auf den ersten Stufen zu wirken, fällt

,' sodann aus und setzt bei weiterer Abschaltung mit heftigem Stoß wieder ein.

Den erläuterten Nachteilen der Kreuz- und der Parallelschaltung wird gemäß der Erfindung durch die Kreuzschaltung mit Ausgleichswiderstand nach Fig. 3 und 4 oder 7 und 8 abgeholfen.

Fig. 3 zeigt einen besonderen Ausgleichswiderstand R_n, an den Fingern R/ angeschlossen. Dieser Ausgleichswiderstand R_n, wird so groß bemessen, daß nur geringe, unter dem Grenzwerte verbleibende Ausgleichsströme auftreten können. Versuche haben ergeben, daß der Widerstand R_n, sehr klein sein kann, um große Ausgleichsströme, die die Regelmäßigkeit der Bremswirkung gefährden, mit Erfolg hintanzuhalten, und daß oft die ohnehin vorhandenen

.40 Berührungswiderstände — unter Fortlassung besonderer Widerstände — genügen, um dieselbe Schutzwirkung zu erzielen. Ein solcher Berührungswiderstand R_n ist in Fig. 4 angedeutet. Er kann mehrfach, d. h. in beliebiger Anzahl angeordnet oder auch ganz weggelassen werden, wenn die an den Fingern R₁ un d.R₂. auf treten -

.'■. ' den Berührungs- oder Übergangswiderstände genügen. Dasselbe gilt für die Ausführung eines festen, aber nicht metallisch reineu Kontaktes gemäß Fig. 8.

Ein im Entstehen begriffener Kurzschlußkreisstrom bewirkt- in dem Ausgleichswiderstand der Kreuzschaltung einen Spannungsabfall, der eine Feldverstärkung beim stromauf nehmenden Anker und eine Feldschwächung beim stromliefernden Anker bewirkt und der Bildung des Kurzschlußstromes, ja sogar geringer Kreisströme, entgegenarbeitet.

Die den Kurzscnlußstrom einleitende Über-

"60 spannung eines Ankers kann eine beliebige Ursache haben; sie erfährt eine schroffe Steigerung durch das von diesem Anker A samt Wendepol W gelieferte stromerzeugende Feld und wird bei Parallelschaltung noch häufig von einer entmagnetisierenden Wirkung eines Ausgleichsstromes in den Hauptfeldern unterstützt; der Ausgleichswiderstand der Kreuzschaltung unterdrückt durch seine günstige Beeinflussung der Hauptfelder den Kurzschlußkreisstrom.

Es ist klar, daß bei Unterbrechung eines Feldes F oder eines Ankers A die teilweise Bremssicherheit der Parallelschaltung in der neuen Schaltung erhalten bleibt, und daß· sie infolge des geringen Widerstandswertes im Ausgleich fast nicht verringert wird. Ist z. B. in Fig. 4 der Anker A₂ oder das Hauptfeld F₂ ■.. unterbrochen, so ist dennoch eine Erregung des Feldes F₁ durch den Anker A₁ auf dem Wege A₁-W₁-H₁-R₁-R₁₁-R₂-E₁-F₁ möglich; die . elektrische Bremse bleibt also ohne Hinzutun des Wagenführers, dem der Fehler gar nicht zum Bewußtsein kommt, wirksam. 'Die Fig. 5 stellt grundsätzlich dieselbe Schaltung wie Fig. 1 dar, jedoch mit dem Unterschiede, daß der Motor A₂ durch öffnung der Schaltstellen S₂, T₂ abgeschaltet ist und also nur Motor A₁ arbeitet. Die Arbeitsweise, ist ohne weiteres klar.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung der gewöhnliehen Kreuzschaltung ohne Ausgleichswiderstand, bei der zwecks Abschaltung eines Motors gegenüber der Fig. 2 der Einbau von mindestens drei besonderen, Fingern P, I und II erforderlich ist, damit der Bremsstrom aus dem Anker A₁ über die Finger II, I und P den Weg zum Felde F₁ findet und entsprechend der Bremsstrom aus dem Anker A₂ über die Finger P, I und II den Weg zum Felde F₂. Die Schaltstelle zwischen den Fingern I und II ist bei Bremsschaltung beider Motoren geöffnet und nur bei Einzelbremsschaltung geschlossen.

Fig. 7 und 8 zeigen die Kreuzschaltung mit Ausgleichswiderstand R_n,; gegenüber der Fig. 3 jedoch Fig. 7 nur mit einem Finger Rf, Fig. 8 ohne jeglichen Finger, nur mit den festen Anschlüssen R₁ und R₂. In beiden Schaltungen — und auch in jeder anderen gleichwertigen Schaltung, z. B. in Fig. 7 WiderstandÄ,,, zwischen Rf und E₁ statt zwischen 2?/und H₂ — dient der Widerstand R_n, bei der Einzelbremsschaltung ; der Motoren an Stelle der Kurzschlußverbindung I, II in Fig. 6 zur Herstellung des Brems- · Stromkreises. Es wird bei Einzelschaltung der Motoren durch diesen Widerstand R_n, hindurchgebremst, und es werden zwei Finger hierdurch erspart.

In Fig. 8 ist, wie gesagt, der Widerstand Ä,„

in fester elektrischer Verbindung R₁ und A₂

mit den Stromschlußstücken H₁ und H₂ der iao

Schaltwalze und mit dieser selbst in starre I mechanische oder biegsame elektrische Ver-

bindung gebracht. , Die starre mechanische Verbindung kann bei bescheidenen räumlichen Abmessungen des Widerstandes R_n, große Vorteile im Bau des Fahrschalters bringen. Der Widerstand kann im Fahrschalter eingebaut sein und sitzt auf der drehbaren Schaltwalze. Da der Ausgleich nur einen kleinen besonderen Widerstand oder überhaupt nur einen Berührungswiderstand benötigt, wird die

ίο elektrische Einzelbremsung der Motoren fast gar nicht oder überhaupt nicht beeinträchtigt. In letzterem Falle wird die starre Verbindung mit der Schaltwalze den Aufbau des Fahrschalters besonders vereinfachen.

Der Zweck der beiden Ausführungen nach Fig. 7 und 8 ist der, beim Entwurf neuer Fahrschalter mit der neuen Schaltung die Anzahl der Finger zu verringern oder beim Umbau alter Fahrschalter auf die neue Schaltung die Schwierigkeit oder die Unmöglichkeit des Einbaues neuer Finger zu umgehen. Bei alten Fahrschaltern wird durch Ausführung nach Fig. 7 oder 8 der Einbau der neuen Schaltung unter Umständen überhaupt erst möglich oder doch wenigstens erleichtert und verbilligt.

Es ist klar, daß sämtliche nur an einer Gruppe von zwei Motoren besprochenen Lösungen auch auf eine Gruppe von beliebig vielen Motoren angewendet werden können.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

1. Schaltung für elektrische Bremsung zweier oder mehrerer Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschlußstücke der. an sich bekannten Kreuzschaltung, die kreuzweise einander übergreifende Verbindungen je eines Ankerpoles mit dem einen Feldpol eines anderen Motors bewirken, durch einen Ausgleichswiderstand überbrückt sind, der im Falle der Abschaltung eines Motors oder einer Motorengruppe zur Schließung des Stromkreises dient; dieser Ausgleichswiderstand kann ein besonderer Widerstand oder durch Berührungswiderstand gebildet oder aus beiden Arten zusammengesetzt sein.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch ' gekennzeichnet, daß der Ausgleichswiderstand in starrer mechanischer Verbindung mit der Schaltwalze steht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.