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Einrichtung zum Betrieb von Zügen, bei denen der Triebwagen die Treibmaschine,
zwei elektrische Dlaschinen und ein Umlaufgetriebe enthält. Es ist bereits eine
Vorrichtung zur elektromechanischen Kraftübertragung mittels eines dreiteiligen
Umlaufgetriebes bekannt, dessen erstes Element mit der Treibmaschine, das zweite
und dritte je mit einer elektrischen Maschine verbunden ist, wobei die beiden
elektrischen Maschinen als Generator und Motor aufeinander arbeiten und eine mit
der anzutreibenden Welle verbunden ist.
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UmdieseVorrichtungzurelektromechanischen Kraftübertragung für Fahrzeuge,
Züge o. dgl. geeignet zu machen, ist bereits vorgeschlagen worden, bei niedrigen
Geschwindigkeiten den auf elektrischem Wege zu übertragenden Teil der Energie zu
Mektromotoren zu leiten, die auf die Achsen verteilt sind, während bei Geschwindigkeiten,
die zwischen jenen niedrigen und der Geschwindigkeit der Treibmaschine liegen, nur
eine elektrische Maschine, die vorher als Generator arbeitete, elektrische Rnergie
erhält und als Motor wirkt. Auf diese Weise wird es möglich, bei niedrigen Geschwindigkeiten
die auf mehrere Achsen des Zuges wirkende Energie beim Anfahren, Überwinden von
Steigungen u. dgl. voll auszunutzen.
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Bei der Ausführung dieser Einrichtung haben sich nun gewisse Schwierigkeiten
ergeben, deren Behebung Zunächst der erlaubt Zweck die der ältere Erfindung Einrichtung
ist. nicht, -
in der gleichen, wirtschaftlichen Schaltung den
Triebwagen
je nach Bedarf für sich allein oder mit den Beiwagen fahren zu können, was
offenbar durchaus erwünscht ist. Um das zu ermöglichen, kann gemäß der Erfindung
die eine elektrische Maschine des Triebwagens mittelst eines Umschalters o. dgl.
nach Bedarf entweder auf die zweite elektrische Maschine des Triebwagens oder auf
die Elektromotoren der Beiwagen geschaltet werden.
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Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, bei ungleichmäßiger Verteilung
des Widerstandes auf die Räder des Triebwagens und der Beiwagen, z. B. wenn die
Treibachsen des Triebwagens oder die Treibachsen der Beiwagen gleiten, die zweite
elektrische Maschine des Triebwagens nach Bedarf als Dynamo oder als Motor arbeiten
zu lassen, so daß sie alsdann im ersten Falle Strom an die Elektromotoren der Beiwagen
abgibt oder im zweiten Falle das auf die Achsen des Triebwagens ausgeübte Drehrnoment
verstärkt. Zu diesem Zweck ist ein Fahrschalter mit drei Sätzen von Anschlüssen
vorgesehen, von denen der erste der einen elektrischen Maschine des Triebwagens,
der zweite der zweiten elektrischen Maschine des Triebwagens und dem einen Kontaktsatz
des Umschalters und der dritte den Armen des Umschalters zugeordnet ist, und die
durch eine Schaltwalze je nach Bedarf verbunden werden.
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Die Erfindung betrifft endlich eine Einrichtung, um zu verhindern,
daß die Elektromotoren der Beiwagen, die immer nur vorübergehend arbeiten, dauernd
sich mit den Treibachsen drehen. Zu diesem Zweck sind zwischen die Elektromotoren
und die Treibachsen der Beiwagen elektromagnetische Kupplungen eingeschaltet, deren
Wicklungen mit den Ankern in Reihe liegen. Infolgedessen erhalten die Kupplungen
nur immer gleichzeitig mit den Elektromotoren Strom und werden dadurch eingerückt
gehalten.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung
dargestellt. Abb. i veranschaulicht schematisch die Anordnung der Maschinen auf
dem Trieb- und den Beiwagen. Aibb. 2 ist ein Schaltungsschema. Die Abb.
3 bis 5 stellen weitere, durch den Fahrschalter herzustellende Verbindurigen
dar.
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Die Welle i der Treibmaschine A, als welche z. B. ein Verbrennungsmotor
gedacht ist, trägt das Gehäuse 4 eines Umlaufgetriebes B. In ihm sind zunächst zwei
Wellen drehbar ge-
lagert, auf welche je zwei Planetenräder
5, 7
aufgekeilt sind. Sie stehen. mit den Sonnenrädern 6, 8 in Eingriff.
Das Sonnenrad 8 ist auf eine Hohlwelle 3 gesetzt, welche frei drehbar
in dem Gehäuse 4 gelagert ist. Das Sonnenrad 6 ist auf eine Welle 2 gesetzt,
die in der Hohlwelle 3 drehbar ist. Letztere enthält ferner eine Bremsscheibe
C, den Anker einer elektrischen Maschine D sowie die eine Hälfte einer
Reibungskupplung H. Die Welle 2 enthält ferner die zweite Hälfte der Reibungskupplung
H und den Anker einer zweiten elektrischen Maschine K. Die 'Welle 2 treibt eine
Achse des Triebwagens mittelbar oder unmit telbar an.
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Die Beiwagen enthalten je einen Elektromotor E,
F, G, deren Wellen 9, io, :ri je eine Achse 12,
13, 14 eines Beiwagens in Umdrehung versetzen. Zwischen. den Motorenwellen
und den Wagenachsen sind elektromagnetische Kupplungen 15, 16, 17 vorgesehen, deren
Wicklungen in Reihe mit den Ankerwicklungen der betreffenden Motoren liegen (Abb.
2).
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Die elektrische Ausrüstung der neuen Einrichtung ist aus Abb. --9
ersichtlich, wobei jedoch nur die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen
Elemente dargestellt sind. Die elektrische Maschine K des Triebwagens ist mit einem
Umkehrschalter P ausgerüstet. Ähnliche Umkehrschalter sind für die Elektromotoren
E, F, G der Beiwagen vorgesehen. Der elektrischh Maschine
D des Triebwagens ist ein Regelwiderstand R zugeordnet. Die neben den Ankern
der Maschinen D, K und der Elektromotoren E,
F, G
gezeichneten Wicklungen sind die Feldwicklungen. Der Triebwagen enthält
ferner einen Umschalter M und einen Fahrschalter L. Die Arme des Umschalters M stehen
je nach ihrer Lage mit den Kontakten D", E'-, F", IT'oder
d, e, f, k in Berührung. Der Fahrschalter L enthält drei Sätze von
Anschlüssen. Der erste Satz a, g, c, k, r ist der elektrischen
Maschine D,
der zweite Satz d', e', f, h' der
elektrischen Maschine K und dem links gezeichneten Kontaktsatz des Umschalters IJ
und der dritte Satz dl# ex, fy, kx den Armen des Umschalters lkl zugeordnet.
Durch die nicht gezeichnete Schaltwalze des Fahrschalters L können die drei Kontaktsätze
gemäß Abb. 21 3, 4 oder 5 verbunden werden.
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Will man den Triebwagen für sich allein fahren, so wird der Umschalter
M nach links umgelegt und die Schaltwalze des Fahrschalters L derart eingestellt,
daß in ihm zunächst die aus Abb. 2 ersichtlichen Verbindungen gebildet werden. Bei
niedrigen Geschwindigkeiten, z. B. beim. Anfahren, versetzt die Treibmaschine
A mittels des Umlaufgetriebes B die Wellen 2, 3 und damit die Anker
der elektrischen Maschinen D, K sowie die eine Achse des Triebwagens
in Umdrehung. Die elektrischen Maschinen arbeiten zunächst so, daß die Maschine
D als Generator und die elektrische Maschine K als Motor wirkt.
All-
mählich läßt man die Geschwindigkeit der Maschine K zunehmen, dagegen
die der Maschine D abnehmen, was sich durch.Verstellen
des
Regelwiderstandes R bewirken läßt. Nachdem die Geschwindigkeit der Maschine
D hinreichend gesunken ist, setzt man sie mittels der Bremsscheibe
C still und vertauscht nun die Arbeitsweise in beiden elektrischen Maschinen,
indem man durch die Schaltwalze des Fahrschalters L die Verbindungen gemäß Abb.
3
herstellt, so daß nun die Maschine K als Generator, und zwar im Drehsinn
der antreibenden Welle arbeitet und Strom in die Maschine D
sendet, die nun
als Motor, und zwar mit gleichem Drehsinn läuft. Hierauf läßt man die Geschwindigkeit
beider Maschinen, jedoch die der Maschine D schneller zunehmen, bis schließlich
beide Maschinen mit gleicher Geschwindigkeit laufen. In diesem Zustande haben also
alle drei Elemente des Umlaufgetriebes B gleiche Geschwindigkeit, nämlich die derTreibmaschineA,
und diese Geschwindigkeit ist die normale Geschwindigkeit der anzutreibenden Welle.
jetzt wird die Kupplung H eingerückt, und die elektrische Übertragung von Energie
hört hinfort vollkommen auf. Beim Überwinden von Steigungen u. dgl. kann indessen
die Geschwindigkeit der Treibachsen des Triebwagens noch höher gesteigert werden,
falls man die Kupplung H wieder löst und die Maschine D schneller laufen
läßt als die Treibmaschine A.
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Soll der Triebwagen mit den Beiwagen laufen, so wird der Umschalter
AII nach rechts umgelegt, während die Schaltwalze des Fahrschalters L anfangs wieder
die Verbindungen gemäß Abb. 2 herstellt. Die Maschinen E, F,
G
der Treibwagen arbeiten also beim Anfahren als Motoren und ersetzen
somit die Maschine K des Triebwagens. Sobald indessen die Geschwindigkeit der Maschine
D des Triebwagens so weit vermindert wird, daß sie stillgesetzt werden kann,
muß jetzt wiederum, ebenso wie bei dem Betriebe des Triebwagens allein, die Schaltwalze
des Fahrschalters L so verstellt werden, daß sie die Verbindungen gemäß Abb
- 3 ergibt. Dadurch werden also die Elektromotoren E, F,
G abgeschaltet, und an ihre Stelle tritt die Maschine K des Triebwagens,
die dann mit der Maschine D zusammen weiterhin in der bereits beschriebenen
Weise arbeitet.
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Es kann ferner der Fall eintreten, daß iiifolge Gleitens der Räder
des Triebwagens oder der Beiwagen eine ungleichmäßige Verteilung des Widerstandes
auftritt. In diesen Fällen stellt man die Schaltwalze des Fahrschalters L so, daß
sie die Verbindungen gemäß Abb. 4oder 5
herstellt. Im ersten Falle wird hierdurch
die Maschine K in den Stromkreis- der Elektromotoren E, F,
G eingeschaltet, #-7o daß sie bei niedriger Geschwindigkeit als Generator
arbeitet und dazu beiträgt, den Motoren E, F, G elektrische
Energie zuzuführen. Im zweiten Falle wirkt die Maschine K als Motor und erhält einen
Teil der von der Maschine D gelieferten Energie.