DE445159C - Einrichtung zur Zrzeugung eletrischer Energie bei Fahrzeugen, bei denen der Antrieb der Stromerzeugenden Maschine von der Radachse erfolgt - Google Patents

Description

Bei Landfahrzeugen, insbesondere Eisenbahnfahrzeugen, liegt häufig das Bedürfnis vor, eine Dynamomaschine irgendwelcher Art zur Erzeugung elektrischer Ströme zu verwenden, zu deren Inbetriebsetzung die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges direkt benutzt wird, beispielsweise durch Kupplung der Maschine mit der Radachse. Technisch sind bei solchen Vorrichtungen jedoch gewisse Grenzen

ίο einerseits durch die Umfangsgeschwindigkeit der Radachse, andererseits durch die technisch größtzulässige Übersetzung gegeben. Daraus ergibt sich eine für elektrische Maschinen in bezug auf die Wirtschaftlichkeit ungünstige Ausgestaltung des Antriebes und der angetriebenen Maschine. Es ist nämlich in der Praxis erforderlich, daß die von der Dynamomaschine zu liefernde Energie bereits bei geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges ausreichend

ao ist und ebenso bei großen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges keine übermäßige Energieerzeugung stattfindet, die gegebenenfalls über den Bedarf hinausgeht und sonst vernichtet werden müßte. Wegen der zeitweise auftretenden, namentlich bei Inbewegungssetzung des Fahrzeuges geringen Anfangsgeschwindigkeit ist daher eine Überdimensionierung der Maschine erforderlich, da man bisher nicht in der Lage war, durch Einwirkung auf die Umlaufsgeschwindigkeit der Dynamo die Energieerzeugung in genügend großen Grenzen zu regeln. Diese geschilderten Nachteile vermeidet die hier beschriebene Erfindung. Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die unabhängig von der Bewegung der Radachse, aber abhängig von der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges die Umlaufsgeschwindigkeit der Dynamomaschine regeln. Die Einrichtung ist so getroffen, daß die gemäß der Erfindung vorgesehenen Regler in Abhängigkeit von dem natürlichen oder durch die Bewegung des Fahrzeuges erzeugten Fahrwind, beispielsweise durch einen Propeller, dazu dienen, die Tourenzahl der Dynamomaschine, die in an sich bekannter Weise durch die Radachse angetrieben wird, zu regeln.

Die Antriebsvorrichtung für die Regelung besteht darin, daß Propeller vorgesehen sind, die infolge der Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges oder des natürlichen Windes in Umdrehung versetzt werden und nun auf verschiedene Weise auf die Energieerzeugung durch die Dynamomaschine einwirken können. Die Anbringung eines an sich bekannten Propellers würde jedoch nicht ohne weiteres den gewünschten Erfolg zeitigen, wenn nicht gemäß der Erfindung dafür Sorge getragen würde, daß die Ausbildung des Propellers selbst oder die mit ihm in Verbindung stehende Vorrichtung so erfolgt, daß bei verschiedenen Luft-Stromgeschwindigkeiten die Umlaufsgeschwindigkeit des Propellers den gewünschten Zwecken angepaßt wird. Eine solche Vorrichtung mag beispielsweise darin bestehen, daß auf, an oder in Verbindung mit der durch den Propeller angetriebenen Welle ein Fliehkraftregler vorgesehen wird, der seinerseits dafür sorgt, daß durch mechanische Verbindung mit den Flügeln

des Propellers bei Änderung der Geschwindigkeit des Fliehkraftreglers eine Verstellung der Flügel des Propellers so erfolgt, daß eine gleichmäßige Tourenzahl dadurch erreicht wird, je nachdem in welchem Winkel die Flügel des Propellers gegen den auf sie treffenden Luftstrom geneigt werden, so daß das Produkt aus Kraft mal Hebelarm, in diesem Falle Fläche mal Windgeschwindigkeit, konstant - bleibt, ίο Gleichbedeutend mit der Inwinddrehung der Flügel des Propellers wäre auch eine Verlängerung oder Verkürzung der Flügel oder eine Vermehrung oder Verminderung der Anzahl der Flügel, beispielsweise dadurch, daß die Flügel aus einer bisher inaktiven in eine aktive Stellung oder umgekehrt gedreht werden, je nachdem ob eine Verminderung oder Vermehrung der Tourenzahl der Propellerwelle zum Zwecke ihrer Konstanthaltung beim Nachlassen oder Stärkerwerden des Windes erforderlich ist. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Propellerflügel starr ausgebildet sind, gerade um eine Verminderung oder Vermehrung der Angriffsfläche leicht erzielen zu können. Durch eine solche Elastizität der Flügel kann beispielsweise schon an sich derselbe Zweck erreicht werden, wobei sogar der eingangs geschilderte Fliehkraftregler entbehrt werden könnte.

An Stelle der geschilderten mechanischen Einwirkung der Regelvorrichtung auf den Propeller durch Verstellung der Flügel usw. kann eine Einwirkung elektrischer Art auf die Dynamomaschine direkt vorgesehen sein, beispielsweise dadurch, daß infolge der Geschwindigkeitsänderung des Fliehkraftreglers eine Vorrichtung mit diesem mechanisch gekuppelt ist, die ein Ein- oder Ausschalten eines elektrischen Widerstandes veranlaßt, der seinerseits beispielsweise in der Erregung der Dynamomaschine liegen kann und in an sich bekannter Weise eine Spannungsänderung der von der Dynamomaschine erzeugten Energie in dem Sinne hervorruft, daß diese Energie konstant bleibt. Es ist auch fernerhin möglich, an Stelle der Widerstandsänderung im Erregerkreise eine Änderung der Dynamomaschine dadurch vorzunehmen, daß beispielsweise der Anker dieser mehr oder weniger in das Feld der Maschine hinein- oder herausgerückt wird. In manchen Fällen wird es sich jedoch als vorteilhaft erweisen, nicht nur die beschriebene mechanische Einwirkung des Fliehkraftreglers, sei es auf die Flügelstellung des Propellers, sei es auf die Maschine direkt, sondern auch die beschriebene mittelbare elektrische Einwirkung auf die Dynamomaschine in Kombination zur Einwirkung zu bringen. Zwecks Kraftersparnis kann der Fliehkraftregler, an Stelle daß er mit der Dynamomaschine bzw. dem Propeller direkt oder indirekt gekuppelt wird, auch dadurch.

angetrieben werden, daß er mit der Radachse des in Bewegung gesetzten Fahrzeuges gekuppelt wird. Dies kann ohne weiteres geschehen, da die Umlaufsgeschwindigkeit der ' Drehachse des in Bewegung gesetzten Fahrzeuges sich proportional zur Vorwärtsbewegung verhält und somit auch annähernd proportional auf die Umlaufsgeschwindigkeit der Dynamomaschine bzw. des Propellers einwirken können. Es ist selbstverständlich, daß dabei wieder der Fliehkraftregler entweder mechanisch auf den Propeller bzw. die Dynamo oder elektrisch auf letztere oder in einer Kombination wie oben beschrieben einwirken kann, wobei die primäre Einwirkung des Fliehkraftreglers auf die zu regelnden Teile mechanisch oder elektrisch oder in Kombination beider geschehen kann.

Auch auf andere Weise als durch den Fliehkraftregler kann die Regelung durch die Dy- namo und die von ihr erzeugte Energie selbst stattfinden, indem beispielsweise unter Vermittlung einer geeigneten elektromechanischen Vorrichtung die von der Maschine erzeugte Spannung selbst die Regelung, z. B. das In- oder Aus-dem-Wind-Drehen der Flügel des Propellers usw. übernehmen kann. Auch in diesem Falle kann zwecks Kraftersparnis eine getrennte■ Stromquelle verwendet'werden; die vom Wagen angetrieben und in Abhängigkeit go von der Geschwindigkeit des letzteren ihrerseits nur dazu bestimmt ist, auf die Antriebsorgane der Hauptmaschine, beispielsweise auf elektromechanischer Grundlage, einzuwirken, wobei die Maschine gegebenenfalls überdies noch dazu dienen kann, um den für die elektrische Regelung erforderlichen Strom zu erzeugen.

Die Anordnung des Propellers an dem Fahrzeug kann in verschiedener Weise erfolgen. Ist es beispielsweise nicht zulässig, das hohe Profil des Wagens durch Anbringung des Propellers zu erweitern, so kann derselbe auch unter dem Wagen oder an einer anderen Stelle beispielsweise parallel mit der Wand des Wagens angebracht sein. Es ist ferner möglich, den Propeller nicht an den äußeren Teilen des Wagens anzubringen, sondern vorzusehen, daß der zum Antrieb des Propellers erforderliche Wind demselben in an sich bekannter Weise durch einen Schacht zugeführt wird, wobei zweckmäßig die bisher als Propeller beschriebene Vorrichtung in Form einer Turbine oder einer anderen möglichen Windradausführung erfolgt. Wird der Propeller an irgendeiner Stelle des Fahrzeuges angebracht, die dem Wind direkt zugängig ist, so sind solche bekannte Vorrichtungen vorgesehen, die dafür sorgen, daß der Propeller sich selbsttätig in den Wind stellt oder ebenso, wenn die Windzuführung durch einen Schacht erfolgt, sind bekannte Mittel vorgesehen, um die Schachtöffnung gegen den Wind zu kehren.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie bei Fahrzeugen, insbesondere Eisenbahnfahrzeugen, bei denen der Antrieb der stromerzeugenden Maschine von der Radachse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die stromerzeugende Vorrichtung in Abhängigkeit von dem natürlichen oder durch die Bewegung des Fahrzeuges erzeugten Fahrwind, beispielsweise durch einen Pro- -. peller, geregelt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufsgeschwindigkeit des Propellers durch einen besonderen Fliehkraftregler geregelt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftregier in mechanischer Verbindung mit den Flügeln des Propellers steht und den Winkel, in dem die Flügel des Propellers gegen den Wind geneigt sind, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ändert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch den Fliehkraftregler eine Verlängerung oder Verkürzung der Flügel des Propellers bewirkt.

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5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftregler mit dem Propeller baulich vereinigt ist bzw. daß der Propeller selbst z. B. durch elastische Ausbildung der Flügel als Fliehkraftregler wirkt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch elastische Ausbildung der Flügel des Propellers bewirkte automatische Anpassung der jeweiligen Umlaufsgeschwindigkeit die Regelung bewirkt und der Fliehkraftregler überflüssig wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,= daß sowohl eine mechanische (durch den Propeller) als auch eine an sich- bekannte elektrische Einwir- = kung auf den Propeller durch den Fliehkraftregler bewirkt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7,

• dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Propeller wirkende Regelung durch die von der Maschine erzeugte Spannung auf elektrischem oder elektromechanischen! Wege erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Propeller regelnde Strom aus einer getrennten Stromquelle (Dynamomaschine) entnommen wird, die in Abhängigkeit von der Wagenachse angetrieben wird.