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Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit elektrisch betriebener
Kraftfahrzeuge. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Regelung der Geschwindigkeit elektrisch betriebener Kraftfahrzeuge. Die Erfindung
bezieht sich vorzugsweise auf jene Type elektrisch betriebener Kraftfahrzeuge, welche
einen Explosionsmotor o. dgl. als Primärmotor besitzen, der einen aus Dynamo und
Elektromotor bestehenden Maschinensatz antreibt. Die Regelung der Geschwindigkeit
des das Fahrzeug antreibenden Elektromotors wird dabei in an sich bekannter Weise
durch ein Regelungsorgan bewirkt, auf welches durch elektrische Energie, entgegen
der Wirkung einer Feder o. dgl., ein Drehmoment ausgeübt wird.
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Die Kennzeichen der Erfindung bestehen darin, daß bei der Regelung
der Kraft des Primärmotors, beispielsweise durch Betätigung des Drosselventils,
durch das in den Übertragungsstromkreis eingeschaltete elektrisch ansprechende Regelungsorgan
Widerstände in diesem Stromkreis ein- und ausgeschaltet werden. Die Widerstandsregelung
erstreckt sich dabei auf die Generatorfeldwiderstände und die im, Nebenschluß zum.
Motorfeld liegenden Widerstände. Weiterhin kann durch die vorliegende Vorrichtung
eine selbsttätige Regelung des Stromkreises einer auf dem Fahrzeug angeordneten
Lichtbatterie bewirkt werden. Das für die Widerstandsregelung benutzte elektrisch
ansprechende Regelungsorgan besteht dabei aus einem schwingenden Anker, dessen Windungen
ebenso wie seine Magnetspulen in den Übertragungsstromkreis eingeschaltet sind.
Auf der Welle des schwingenden Ankers sitzt ferner eine Schaltwalze, welche in an
sich bekannter Weise mit stufenförmig ausgeschnittenen Kontaktplatten versehen ist.
Eines dieser Kontaktstücke kann dabei zum Ein- und Ausschalten der der Lichtbatterie
vorgeschalteten Widerstände benutzt werden.
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Die vorliegende Vorrichtung kann somit gleichzeitig zur Geschwindigkeitsregelung
wie auch zum Regeln und Laden einer elektrischen Lichtbatterie von derselben Dynamomaschine
des Kraftfahrzeuges benutzt werden. Bei dieser Anordnung können die Widerstandseinheiten
für die elektrische Regelung der Kraftübertragung in einer Linie an einer Seite
der Kontaktwalze und die Widerstandseinheiten für Lichtzwecke auf der gegenüberliegenden
Seite der gleichen Walze angeordnet werden. Zusätzlich zu dem Ausschalter, welcher
sich gewöhnlich im Strombeis der Dynamomaschine einer Batterie befindet, wird die
Regelungsvorrichtung oder der Steuerschalter so angeordnet, daß, wenn die Walze
sich der Ruhestellung nähert und der letzte Kontaktfinger die Walze verläßt, hierdurch
der elektrische Stromkreis unterbrochen wird. Ein ähnlicher Steuerschalter mit stufenweise
angeordneten Kontakten und schwingendem Anker kann vorgesehen werden, um in Verbindung
mit Benzinelektrofahrzeugen zur Regelung des elektrischen Stromes- zum elektrischen
Schweißen verwendet zu werden.
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Wenn die Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung und Steuerung der
elektrischen Kraftübertragung verwendet wird, so befindet sich der Anker in einer
Normal- oder Ruhestellung, wenn. das Benzinelektrofahrzeug still steht. Sobald die
Geschwindigkeit des Primärmotors sich erhöht und der elektrische Generator sich
zu erregen beginnt, ist der Anker bestrebt, in dem magnetischen Feld auszuschwifigen,
"wodurch der Widerstand in dem Generatorfeld abnimmt und ein Nebenschlußwiderstand
quer zum Feld des Elektromotors eingeschaltet wird.
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Wenn die Geschwindigkeit des Motorfahrzeuges sich ändert, so ändert
sich auch die Stellung des Ankers des elektrischenSteuerschalters, infolgedessen
die Stärke des Generators und des Elektromotorfeldes entsprechend verändert wird.
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In einer früher vorgeschlagenen Anordnung einer selbsttätigen elektrischen
Steuerung wirkte die Vibration des Fahrzeuges dem sanften und glatten Arbeiten der
Regelungsvorrichtung entgegen. Bei der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung
wird die Bewegung und Vibration des Fahrzeuges dazu benutzt, zur befriedigenden
Wirkungsweise der Vorrichtung beizutragen.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht.
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Abb. i ist ein Grundriß der Gesamtanordnung der Vorrichtung. Abb.
2 ist ein Aufriß des schwingenden Ankers, von der linken Seite der Abb. i aus gesehen.
Abb. 3 ist ein Aufriß, von der anderen oder rechten Seite der Abb. i aus gesehen.
Abb. ¢ ist ein Teilschnitt nach der Ebene Z-Z in Abb. i. Abb. 5 und 6 sind Einzelansichten
dm Kontaktsegmente der Walze. Abb. 7 ist eine Einzelansicht der Walzenfeder, und
Abb. 8 ist ein Schaltungsschema mit der
dazugehörigen selbsttätigen
Regelungsvorrichtung.
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Gemäß Abb. 2 und 3 sitzt der Anker A auf einer Achse, welche an beiden
Enden in geeigneten Lagern ruht, derart, daß der Anker in dem durch die Spulen B
hergestellten magnetischen Felde schwingen kann. Die Windungen B werden von einem
Ring C getragen. welcher auf der Grundplatte D gelagert ist. Der Anker
A bewegt sich entgegen dem Widerstand einer Spiralfeder E, wie aus Abb. i,
3 und 7 ersichtlich. Die Feder E ist an ihrem äußeren Ende an einem Stift El befestigt,
welcher an dem Einstellungshebelarm. E2 sitzt, durch den die Spannung der Feder
und ihr Widerstand gegen Drehung nach Belieben geändert werden kann. Das innere
Ende der Feder E ist mit der Achse F verbunden.
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Auf die Achse F ist konzentrisch eine Walze G gesetzt, welche aus
geeignetem Isolationsmaterial, beispielsweise aus Stabilit hergestellt ist. In die
zylindrische äußere Oberfläche der Walze sind BronzekontaktsegMente oder Platten
H, 0 durch Gießen oder in anderer Weise eingefügt, und die Kontakte und Isolationsflächen
sind zu einer glatten Fläche abgedreht. Die Kohlenbürsten J sind von zylindrischer
Form und als Kolben ausgebildet, die in kleinen Messingzylindern I eingepaßt sind,
welche jeder in einem Stück mit seinem Ständer oder seiner Stützschiene 14 bestehen,
die auf der Isolationsgrundplatte Dl befestigt sind. Hinter jedem Kohlenkolben J
ist eine kleine Feder J2 vorgesehen, welche die Kohlenbürste ständig gegen die Umfangfläche
der Walze G preßt.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Kohlenkolben J in ihren
Gehäusen I in einer Reihe an einer Seite der Walze G und die Kohlenkolben
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in einer Reihe an der gegenüberliegenden Seite der Walze G (Abb. i und
q.) angeordnet und von gleicher Bauart. Die Widerstandseinheiten K sind unmittelbar
mit den Metallschienen 14 verbunden und für das Generatorfeld vorgesehen. Die Widerstandseinheiten
L sind zum Nebenschließen des Stromes in den Motorserienfeldern bestimmt und in
gleicher Weise mit den Metallschienen J4 verbunden, welche ihre bezüglichen Kohlenbürsten
J mit deren Gehäusen I tragen. Wie aus Abb. i ber@-orgeht, sind ro
Widerstandseinheiten für das Generatorfeld und drei für das Motorfeld vorgesehen.
Die an dieser Seite der Walze angeordneten Kohlenbürsten J können in Kontakt mit
zwei Bronzekontaktsegmenten H, Hl für das Generator- bzw. Motorfeld treten. Das
Segment HI ist in Abb. q. im Schnitt gezeichnet, und in Abb. i sind die beiden Segmente
H, Hl durch gestrichelte Linien angedeutet.
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Die beschriebene Vorrichtung regelt selbsttätig die Geschwindigkeit
des Benzinelektrofahrzeuges, und die Wirkungsweise ist wie folgt Wenn die Walze
G anfängt, infolge der vorher beschriebenen Wirkung des Ankers A eine Dreh-
oder Schwingbewegung nach rechts herum zu vollführen, wie in Abb. 2 durch den Pfeil
angedeutet ist, so wird die erste Stufe H2 des Segmentes H in Kontakt mit der entsprechenden
Kohlenbürste J gebracht, wodurch somit die entsprechende Widerstandseinheit K aus
dem Stromkreis ausgeschaltet wird. Eine geringe Weiterbewegung der Walze veranlaßt
die nächste . Kohlenbürste, in Kontakt mit der nächsten Stufe des Segmentes H zu
treten, Die nachfolgenden Stufen des Segmentes und die entsprechenden Widerstände
K werden somit nacheinander durch die weitere Drehbewegung des Ankers A beeinflußt,
bis die letzte Stufe H3 in Kontakt kommt, womit sämtliche Widerstände K ausgeschaltet
sind. Wird die Walze noch weiter bewegt, so wird das kleinere Segment Hl in Kontakt
mit seinen Kohlenbürsten J gebracht, wodurch die Widerstandseinheiten L nacheinander
in Tätigkeit kommen und als Nebenschluß in den Strom des Motorserienfeldes eingeschaltet
werden. Eine Bewegung der Walze in der entgegengesetzten >Richtung wird die Widerstände
nacheinander in dem Maße des Drehungswinkels des Ankers ausschalten. Die Rückbewegung
der Trommel wird durch die Feder E bewirkt, welche die Widerstände stufenweise einschaltet
und die Trommel in die Ruhestellung zurückbringt, wenn der Generator aufhört zu
arbeiten oder sich zu erlegen.
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Das Bronzesegment 0, von dem ein Teil in ausgezogenen Linien in Abb.
i ersichtlich ist und welches in Abb. 6 im Grundriß und in Abb. 4, im. Schnitt gezeichnet
ist, ist auf der gegenüberliegenden Seite der Walze G angeordnet und ist dazu bestimmt,
die Widerstandseinheiten P, welche sich an der gegenüberliegenden Seite (Abb. 2
und 3) der Walze G befinden, ein- oder auszuschalten. Die Widerstandseinheiten P
sind in Serie mit dem Ladestromkreis einer elektrischen Lichtbatterie geschaltet,
welch letztere schematisch bei Q in Abb. i angedeutet ist. Das Segment 0 besteht
aus einem Stück und ist mit Stufen von 01 bis 013 versehen. Es sind
dreizehn oder mehr Kohlenkolben 11
(s. Abb. i) und dreizehn oder mehr Widerstandseinheiten
P für die Kohlenbürsten J1 vorgesehen, wobei jede Kohlenbürste in Verbindung mit
ihrer zugehörigen Widerstandseinheit steht. Die erste oder die Schlußbürste J9,
welche gegenüber der Stufe oder dem rechteckigen Ausschnitt 014 des Segmentes sich
befindet, kommt nur in Benutzung, wenn die Walze eine gewisse Winkel- oder Drehbewegung
ausgeführt hat, und durch diese Einrichtung wird der Gebrauch des Ausschalters vermieden,
welcher allgemein bei der elektrischen Lichtanlage auf Fahrzeugen benutzt wird.
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Wenn der Generator nicht erregt ist, und die Walze in der Ruhestellung
durch die Feder E gehalten
wird, so stehen die 12 Kohlenbürsten
f 1 in Kontakt mit dem Segment 0. Das Segment 0 befindet sich in der ausgeschalteten
Stellung mit Bezug auf die Bürsten, weil die erste Kohlenbürste j9 sich wegen des
Ausschnittes O14 nicht in Kontakt damit befindet. Die WiderständeP sind in Sbrie
geschaltet. Wenn der Generator anfängt, sich zu erregen und der Anker A anfängt,
die Walze zu drehen oder auszuschwingen, so kommt das Segment 0 in Kontakt in dem
Ausschnitt 014 und bringt dadurch, durch die Kohlenbürste J9, alle Widerstände außer
Wirkung. Wenn die Walze eine Drehbewegung ausführt, so wird die Stufe
01 auf dem Segment ausgeschaltet, und bei weiterer Drehung der Walze wird
die nächste Stufe ausgeschaltet und so fort für jede Stufe, entsprechend der Winkel-
oder Drehbewegung der Walze, bis das ganze Segment 0 außer Kontakt mit den Kohlenbürsten,
j1 sich befindet, wenn die letzte Stufe 013 die Kontaktbürsten oder den Kontaktfinger
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Die Widerstände werden somit betätigt, um selbsttätig den Strom zu
regeln, der durch die Batteriezellen Q geht, welche für Beleuchtungszwecke des Fahrzeuges
dienen und von dem Generator gespeist werden, wie aus dem Schaltungsschema (Abb.
ß) hervorgeht. In letzterem stellt T den Generatoranker und T1 das Generatorfeld
dar. Es ist ersichtlich, daß dieses derselbe Generator ist, welcher für das Kraftübertragungssystem
des Fahrzeuges benutzt wird.
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Das Schaltungsschema zeigt die Verbindungen, wie sie für das Benzinelektrofahrzeug
benutzt werden, zusammen mit dem selbsttätigen elektrischen Steuerschalter, der
mit den Generatornebenschlußfeldwicklungen T1 verbunden ist. Die Leitung geht von
der Klemme R, an die die Widerstände P angeschlossen sind, nach dem einen Pol der
Lichtbatterie Q, welche auch schematisch in Abb. i angedeutet ist, und von dem entgegengesetzten
Pol der Lichtbatterie nach der anderen Klemme T2 des Generatorankers T. T1 ist das
Generatorfeld. S ist der Motoranker und S1 das Motorfeld. Dieses Schaltungsschema
zeigt auch die Verbindung von der Batterie nach der Fahrzeuglichtanlage Q1. Aus
dem Schema sind weiter die Verbindungen mit den Segmenten H, Hl auf der Walze
G ersichtlich, welche durch den schwingenden Anker A in Dreh- oder Schwingbewegung
versetzt wird. Ferner sind die Feldmagnete B und die Widerstände K und L ersichtlich.
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Obwohl das beschriebene Verfahren und die drehbare Vorrichtung eine
selbsttätige Regelung der Übertragungsenergie zum Antrieb des Fahrzeuges bilden
und diese Regelungsvorrichtung in passender Weise mit der Regelung des Lade-Stromes
für die Lichtbatterie verbunden ist, so mag doch bemerkt werden, daß naturgemäß
bei Solchen Fahrzeugen, die keine elektrische Lichtanlage besitzen, die genannte
Vorrichtung nur zur selbsttätigen Regelung der Übertragungsenergie ohne Regelung
der elektrischen Lichterzeugungsanlage verwendet werden kann. Um das Fahrzeug umzukehren,
ist es erforderlich, den Umkehrschalter durch die Hand zu betätigen.