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Schalteinrichtung für die Batterleaufladung von Zugbeleuchtungs- und
ähnlichen Anlagen. Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Schalteinrichtung
für die Batterieaufladung von Zugbeleuchtungs- und ähnlichen Anlagen mittels eines
mit veränderlicher Geschwindigkeit angetriebenen Nebenschlußstromerz#ug'ets für
konstänte Stromstärke, insbesondere -einer Dynamomaschine mit Rieinenantrieb. In
bekannter Weise wird-in derartigen Anlagen beim Überschreiten bestimmter Stromwerte
selbsttätig ein Minderungswiderstand eingeschaltet, welcher den Ladestrom herabsetzt.
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Erfindtingsgemäß wird beim Anspielen dieses selbsttätigen Minderungsschalters
gleichzeitig
die Ladestrornstärke durch Einschalten eines parallel zur Batterie liegenden Widerstandes
herabgesetzt und ein Hemm-#viderstand für ein Relais kunzgeschlossen, wodurch die
im Nebenschluß zum Stromerzeuger liegende Spule dieses Relais arbeitshereit gemacht
wird. Tritt dann die für die Arbeit dieses Relais ein für allemal festgelegte Spannung
auf, dann schaltet es entweder selbsttätig einen Widerstand in den Feldwicklungsstromkreis
des Stromerzeugers ein oder schließt einen bestimmten Teil des im Nebenschluß zum
Anker liegenden, vom Minderungsschalter eingeschalteten Belastungswiderstandes kurz
und läßt also mehr Strom durch diesen Widerstand und weniger durch die Batterie
gehen.
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Hierdurch wird die Klemmenspannung der Dynamornaschine so weit herabgesetzt,
daß entweder kein nennenswerter Ladestrorn mehr fließt oder die Dynamornaschine
sich selbsttätig abschaltet. Schließt die durch den Minderungsschalter arbeitsbereit
- gemachte Spule einen Teil des Belastungswiderstandes kurz, so sind die
beiden Teile des Widerstandes derart zu bemessen, daß beim Kurzschließen die Batterie
über dem Stromerzeuger arbeitet.
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Der Erfindungsgegenstand, welcher den Stromerzeuger bei offenem Stromkreise
und bei. überladung schützt, ist in folgenden zwei Ausführungsbeispielen beschrieben.
Bei dem in Abb. i dargestellten Beispiel schaltet die beim Anspielen des Minderungsschalters
arbeitsbereit gemachte Rel - aisspule einen Widerstand in den Feldwicklungsstromkreis
ein, und beim Beispiel nach Abb. 2 schließt sie einen Teil eines im Nebenschluß
zum Anker liegenden Widerstandes kurz.
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In beiden Beispielen ist A ein Nebenschlußstrornerzeuger,
dessen Antriebriernen bei einer bestimmten Zuggeschwindigkeit gleitet. Die Speisebatterie
B ist mit dem Stromerzeuger A durch die Hinleitung i und die Rückleitung:2
verbunden. Der Verbrauchsstromkreis C ist mit der Leitung i über einen Schalter
5 und einen Widerstand 3 und mit der negativen Klemme des Stromerzeugers
durch die Rückleitung4 verbunden. D ist der übliche Einschalter und
6 die Feldwicklung.
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Der zur Herabsetzung der Schnelladefähigkeit des Stromerzeugers
A dienende MinderungsschalterE hat eine SPule7 in dem Draht 2- und eine in
gleichem Sinne wirkende -N"ebenschlußspule 8, die einerseits durch den Draht
io mit der Leitung 2 und anderseits durch den Draht 9 mit der Leitung i und
so mit dem Stromerzeuger verbunden ist. Die Spulen 7 und 8 haben einen
gemeinsamen Anker 15, dessen Kopf dauernd mit der Spule 13 verbunden ist.
Der Kopf verbindet beim Anzug des Ankers 15 Klemme i i in der Leitung 2 mit
der Klemme 12, in einer ]Leitung 18.
Der Widerstand 13 liegt in einem mit
der Leitung i und der Leitung 9 verbundenen Draht 14- Die Nebenschlußspule
8 ist so bemessen, daß sie bei einer bestimmten Spannung den Anker 15 hebt
und dadurch die Strecke zwischen den Klemmen i i und i?, schließt. Dann fließt der
Strom vom Erzeuger A über den Leiter i zum Draht 14, über den Widerstand
13, den Kopf des Spulenankers 15, die Klemme ii, dann durch die Hauptstromspule
7 über die Rückleitung:2 zurück zum Erzeuger A.
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Wenn die Spule 8 infolge ihrer Bemessung z. B. bei 45 Volt
Spannung anspielt, dann wird diese immer im Nebenschluß liegende Spule
8 sofort den Widerstand 13 einschalten, sobald die Spannung von 45 Volt erreicht
ist. Es kann daher der Stromerzeuger auch dann nicht mit offenem Stromkreise laufen
und in seinem Anker gefährlich starke Ströme auftreten lassen, wenn etwa durch Festkleben
oder sonstiges Versagen der Schalter D nicht bei der richtigen Geschwindigkeit
schließt. Die Hauptstromspule 7 schützt durch ihre Bemessung die Batterie
B gegen gefährliche Ladung.
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Über den durch die konstante Leistung des N Mebenschlußstromerzeugers
bedingten Schutz legt sich noch der Schutz durch den Minderungsschalter
E. Hat dieser gearbeitet, so wirkt ein verminderter Ladebetrag weiter, bis
eine neue Batteriespannung erreicht ist, bei welcher Relais F in Wirkung kommt.
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In Abb. i hat das Relais F zwei Spulen 16 und 17 in Verbindung
mit dem Draht g. Die Spule 16 ist noch über 18 mit der Klemme 1.2 und durch den
Widerstand ig mit dem Draht io verbunden. Der Schluß des Minderungsschalters
E schließt den Widerstand ig kurz, so daß bei folgendem Stromlaufe:
A, 1, 14, 9,
16, 18, 12, 15, 11, 7, 2" A die Spule
16 unmittelbar mit dem negativen Draht 2 verbunden ist. Für gewöhnlich aber verhindert
der hochwertige Widerstand ig (etwa i:2o Ohm), daß die Spule 16 den Relaisschalter
F öffnet. Die Spule 17 liegt zwischen dem Draht 9 und dem Relaiskontakte:2o
in Reihe mit einem Widerstande 2,3.' Spielt nach Schluß des Minderungsschalters
E die Spule 16 an, so hebt sie den Kontakt 2o auf und schaltet über die Spule
17
den Widerstand 23 in den Feldwicklungskreis ein. Der Feldstrom läuft
dann wie folgt: A,
1, 14, 9, 17, 23, 21, 6,
22, A.
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Der Widerstand 2,3 kann die Feldstärke herabsetzen oder die
Spannung des Stromerzeugers A so weit verringern, daß der Einschalter
D nicht geschlossen bleibt.
Wenn bei geringer Stromstärke
infolge sehr hoher Geschwindigkeit die Klemmenspannung sehr hoch geworden ist, unterstützt
die Spule 16 die Spule 17 in der Offenhaltung des Schalters F. Der Kontaktschluß
bei 20 tritt dann erst wieder bei Stillstand des Zuges ein. Es tritt keine Pendelung
ein, weil eben selbst bei verringerter Feldstärke die Spannung ausreicht, die Spule
17 zur Offenhaltung des Schalters F zu befähigen.' Fährt der Zug wieder an, so schließt
bei vollgeladener Batterie B zuerst der Schalter D, dann bei leichtem Ladestrom
der Minderungsschalter E, und es wird die Spule 16 in den Stand gesetzt,
den Relaisschalter F, wie oben beschrieben, zu bedienen.
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Ist die Batterie zum Teil entladen, dann schließt der Minderungsschalter
E. Ist die Spule 16 so ausgebildet, daß sie bei einer höheren Spannung als
die Spule8 arbeitet, z.B. bei 47VOlt gegenüber 45Volt der Spule8, dann wirft unter
ungewöhnlichen Umständen die dauernd im Nebenschluß zum Stromerzeuger
A liegende Spule 16 den Widerstand23 in den Feldstromkreis, ehe sogar der
MinderungsschalterE geschlossen wird. Das schützt den StromerzeugerA gegen Lauf
bei offenem Stromkreise. Selbst wenn beide SchalterDundE versagen, tritt der Schutz
ein, da die Spule 16 schnell genug den Widerstand 23 einschaltet.
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Bei der Abänderung nach Abb. 2 schließt das durch den Minderungsschalter
E arbeitsbereit gemachte Relais F durch seine Spule 16 einen Teil eines im
Nebenschluß zum Anker liegenden Widerstandes 13 kurz und läßt mehr Strom durch den
Widerstand 13 und weniger durch die Batterie B gehen. Gegenüber der Durchbildung
nach Abb. i fehlen die Spule 17 und der Widerstand 23, und der Kontakt20
ist mit dem Drahtg verbunden. Die SchatterbürSte 24 des Relais F ist durch einen
Draht25 mit einem Zwischenpunkte des Widerstandes 13 verbunden.
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Zu Beginn der Ladung kann der Stromerzeuger A die Batterie
B etwa mit dem Eineinhalbfachen des gewöhnlichen Ladebetrages laden, dann mindert
der Schalter E auf den üblichen Betrag oder "/, davon herunter, bis unter
weiterer allmählicher Abnahme die gewünschte Spannung erreicht ist, die dem Zustand
der Volladung- entspricht. Hierauf arbeitet das Relais F, die Spule 16 bringt die
BürSte 24 in Berührung mit dem Kontakt 2o und schließt dadurch einen Teil des Widerstandes
13 kurz. Es fließt jetzt mehr Strom durch den Widerstand 13 und weniger durch
die Batterie B. Die beiden Teile des Widerstandes 13 sind dabei derart zu bemessen,
daß die DatterieB nunmehr über dem Stromerzeuger A arbeitet, bis der Zug
steht und die Üblichen Verhältnisse wieder hergestellt sind.
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Diese Verbesserungen sind besonders dann vorteilhaft, wenn doppelte
Batterieausstattung angewendet wird. Erschöpft sich eine Batterie und wird sie mit
dem Stromerzeuger durch den beim Stonesystem bekannten Umschaltmechanismus verbunden,
so läuft die hohe Ladung so lange in diese Batterie, bis der gewünschte Ladezustand
erreicht ist. Darauf wird dann die Ladung, wie oben beschrieben, heruntergesetzt.
Auf diese Weise lassen sich bei jedem Dienstbetriebe die Batterien in gutem Ladezustande
erhalten.