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Triebfahrzeug mit einem von einer Wärmekraftmaschine angetriebenen
Generator Bei Triebfahrzeugen mit einem von einer Wärmekraftmaschine, z. B. einem
Verbrennungsmotor, angetriebenen Gleichstromgenerator mitErregermaschirne muß beimAnfahren
und Beschleunigen des Zuges infolge der geringen Kraftreserve des Verbrennungsmotors
eine Überlastung möglichst vermieden werden. Außerdem hat die Leistungsfähigkeit
des Verbr ennungsmotors bei einer bestimmten Drehzahl ihren höchsten Wert, so daß
es zweckmäßig ist,.denVerbrennungsmotor während der Fahrt ständig mit dieser Drehzahl
zu betreiben und die Triebmotoren lediglich durch Änderung der Generatorspannung
zu regeln. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Spannungsregelung selbsttätig
in der Weise erfolgt, daß beim Anfahren und bei Fahrten in Steigungen eine schädliche
Überlastung des Verbrennungsmotors vermieden wird.
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-Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die das Generatorfeld
speisend:: Erregermaschine eine vom Hauptstrom des Generators durchflossene und
in Reihe mit den Triebmotoren liegende Gegenv erbundwicklung trägt, wodurch der
von der Erregermaschine gelieferte Strom für die Feldwicklung des Generators selbsttätig,
etwa im umgekehrten Verhältnis zur Strombelastung des Generators geändert wird.
Da die Wärmekraftmaschine während des Haltens des Zuges eine geringere als die Betriebsdrehzahl
hat, muß sie beim Anfahren beschleunigt werden. Hierfür ist eine besondere Vorrichtung
vorgesehen, die aus einer mit einer Schaftwalze verbundenen Kurvenscheibe besteht,
die mittels Gestänge eine in der Brennstoffzuleitung der Kraftmaschine angeordnete
Drosselklappe steuert, so daß in den ersten Stellungen der Schaltwalze sowohl die
Drehzahl der Kraftmaschine als auch durch Änderung der Generatorspannung diejenige
der Triebmotoren geregelt wird.
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In den Abb. i und :2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar ist Abb. i ein Schaltbild und Abb. a die zur Steuerung der Schaltwalze
durch Druckluft dienende Kurvenscheibe.
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In Abb. i ist die Wärmekraftmaschine, z. B. ein Benzinmotor io, unmittelbar
in it dem Gleichstromgenerator i i und der Erregerinaschine i:2 durch die Welle
ioa gekuppelt. Der Triebmotor 13 sowie der zum Antrieb einer Luftpumpe und
anderer Hilfseinrichtungen dienende Motor 1q. liegen in Reihe mit der Gegenverbundwicklung
17 der Erregermaschine 1a in dem Stromkreis des Generators i i. Die Erregermaschine
1a ist außer mit der Gegenverbundwicklung 17 mit der von der Batterie icg erregten
N ebenschlußwicklung
i8 versehen, wobei die letztere über die Schützenkontakte
2o, . den zur Regelung der Erregerstromstärke dienenden Widerstand 28 und den Schalter
25 mit den an die Batterie i9 angeschlossenen Sammelschienen 26 und 27 verbunden
ist. Der Generator i i besitzt eine mit dem Anker 31 der Erregermaschine 12 verbundene
Feldwicklung 30, die durch den Schalter 32 ebenfalls an die Sammelschienen 26, 27
angeschlossen werden kann. Der im Generatorstromkreis liegende Hilfsmotor 14 wird
durch das Schütz 33 gesteuert, das mit einem in dem Druckluftbehälter 14c angeordneten
Druckregler verbunden ist. 'Der Triebmotor 13 wird beim Ausbleiben der Spannung
durch das Schütz 34 und bei überstrom durch das in Reihe mit dem Schütz 33 liegende
Schütz 35 abgeschaltet. Der Zünd= stramkreis 21 für den Verbrennungsmotor wird von
der Batterie 23 gespeist und enthält den Schalter 22. In der Brennstoffzuleitung
16 ist die Drosselklappe 15 angeordnet, die durch Gestänge 98, 99, ioo mit der auf
der Achse der Schaltwalze 37 angeordneten Kurvenscheibe 36 verbunden ist. Eine durch
Druckluft betriebene Vorrichtung 38, deren Ventile durch die Spulen 39 und 40 gesteuert
werden, betätigt die Schaltwalze 37. Die Spulen 39 und 4o und damit auch die Schaltwalze
37 werden durch den Führerschalter 41 gesteuert, dessen Schaltwalze mit den beiden
Kontaktstreifen 42 und 43 und den Schleifkontakten 44 bis 53 versehen ist. Der zwei
Kontaktstreifen 55 und 56 und drei Schleif= kontakte 57 bis 59 enthaltende Wendeschalter
54 schaltet die Anschlüsse der Spulen 61 und 62 um, wodurch der Hauptwendeschalter
37"
gesteuert wird. Der mit der Schmelzsicherung 63 versehene Überstromschalter
6o ist mit der Sammelschiene 26 verbunden und schützt die Steuerstromkreise vor
Überstrom. Auf der Schaltwalze 37 sind Kontaktstreifen io2, i io und 127 sowie die
Schleifkontakte 68 bis 77 angeordnet, von denen die Kontakte 7o bis 72 mit dem Widerstand
28 verbunden sind und durch die Kontaktstreifen 127 stufenweise kurzgeschlossen
werden.
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Zum Anfahren wird der Verbrennungsmotor durch einen nicht dargestellten
Anwurfmotor angeworfen und der Zündungsschalter 22 geschlossen. Ein mit letzterem
verbundenes Kontaktstück 64 schließt das Kontaktpaar 65. Da der in dem Druckluftbehälter
herrschende Luftdruck unter den für die Lüftung der Bremsen erforderlichenWert gesunken
ist, -ist das mit dem Druckregler verbundene Schütz 33 geschlossen und schließt
das Kontaktpaar 66.
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Die Spule des Schützes 35 ist mit dem Schleifkontakt 45 des Führerschalters
41 und dem Schleifkontakt 69 der Schaltwalze 37 verbunden, Ein mit dem Schütz 34
verbundenes Kontaktstück 79 schließt die Kontakte 8o bis 82, wenn das Schütz geöffnet
ist. Zwei andere Kontaktstücke 83 und 84 werden ebenfalls durch das Schütz 34 gesteuert,
und zwar schließt das Kontaktstück 83 die Kontakte 84 und 85 bei ausgeschaltetem
und die Kontakte 85 und 86 bei eingeschaltetem Schütz. Durch das Kontaktstück 87
werden die Kontakte 89 und 9o bei eingeschaltetem und die Kontakte 88 und 9o bei
ausgeschaltetem Schütz geschlossen. Däbei sind in der Nullstellung des Führerschalters
41 und bei zu geringem Druck in dem Druckluftbehälter t4° die Kontakte der Schütze
33 und 35 geschlossen, so daß die Kontaktstücke 63, 83 und 79 die verschiedenen
Stromkreise schließen.
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Durch die geschlossenen Scbalter 25, 29, 32 und 6o wird ein Stromkreis
von dem positiven Pol der Batterie ig über die Sammelschiene 26, den Überstromschalter
6o, 94, 86, 95, 65, 66, 67, 80, 81, 84, 85, 96, Spule 34, 69, 88, 97 und den Schalter
29_ zum negativen Pol der Batterie ig geschlossen. " Hierdurch wird das Schütz 2o
geschlossen und die Nebenschlußwicklung 18 zur Erregung der Erregermaschine an die
Batterie.ig gelegt. Sobald ein Erregerfeld zustande gekommen ist, wird die Feldwicklung
3o des Generators i i erregt, so daß der die Luftpumpen antreibende Motor 14 anläuft.
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Damit der Verbrennungsmotor io eine für den Antrieb des Generators
genügende Geschwindigkeit erhält und dadurch eine für den Betrieb des Motors 14
genügende Spannung erzeugt wird, kann die Schaltwalze 37 unabhängig von der jeweiligen
Stellung des Führerschalters 41 eine Reihe von Stufen vorwärts gedreht werden, wobei
durch die Kurvenscheibe 36 und das Gestänge 98, 99, ioo die Drosselklappe 15 verstellt
und damit der Verbrennungsmotor io *unabhängig von dem Führerschalter beschleunigt
wird. Die Vorwärtsdrehung der Schaltwalze 37 wird durch einen Stromkreis bewirkt,
der mittels des Kontaktes 81`an den bereits geschlossenen Stromkreis 79, 82, 105,
92, io6, 73, 102, 107,
Spule 39 der Druckluftvorrichtung 38, 101, 90, 88,
79, negativer Pol der Batterie ig angeschlossen wird. Die Spule 4o der Druckluftvorrichtung
38 liegt über die Leitung 104, io8, -zog parallel zu der Einschaltspule39. Auf diese
Weise werden die Schaltspulen der Druckluftsteuerung 38 erregt, so daß die Schaltwalze
37 eine Stufe vorwärts gedreht wird. In dieser Stellung verbindet der Kontaktstreifen
iio die Schleifkontakte 66 und 67, wodurch die Spulen 39 und 4o erregt bleiben,
bis die Schaltwalze auf die zweite Stufe geschaltet wird.
Durch
die Kurvenscheibe 36 wird die Gestängekurhel 98 gedreht, wodurch die Drosselklappe
15 verstellt und dadurch , die Brennstoffzufuhr des Motors io vermehrt wird. Hierdurch
wird die Drehzahl des mit dein Verbrennungsmotor gekuppelten Generators und dadurch
auch die den Motoren zugeführte Spannung vergrößert. Erreicht der in dem Luftbehälter
i4F herrschende Druck einen bestimmten Wert, so spricht das mit dem Regler verbundene
Schütz 33 an und unterbricht den oben beschriebenen Stromkreis.
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Wird der Führerschalter 41 beim Anfahren in die Stellung a gedreht,
so wird durch den die Schleifkontakte 44 und 45 verbindenden Kontaktstreifen
42 ein Stromkreis von dein positiven Pol der Batterie über 6o, 94, 111, 47, 43,
46, 112, 56, 57, 113, 115, 116, 123, 124, 125, Spule 34, 45, 44 über 27 zurück zum
negativen Pol der Batterie i9 geschlossen. Hierdurch wird das den Triebmotor 13
mit dem Generator i i verbindende Schütz 34 geschlossen. Die Schleifkontakte 68
und 69 sind nur in der NTullstellung der Schaltwalze 37 durch den Kontaktstreifen
124 verbunden, wodurch der Erregerstrom der Schützspulen geschlossen ist. Der Triebmotor
13 kann daher nicht eher mit dem Generator verbunden werden, bis die Schaltwalze
37 in der Nullstellung ist, wodurch gleichzeitig die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors
io die Spannung des Generators i i verringert wird. Ein Kontaktstück 126 schließt
das Schütz 34 während der Betätigung der Schaltwalze, wodurch die in dem Erregerstromkreis
des Schützes befindlichen Kontakte sowie die Schleifkontakte 68 und 69 kurzgeschlossen
«-erden. Um die Gefahr zu vermeiden, daß der Triebmotor 13 eine zu hohe Spannung
erhält, bevor der Zug eine Geschwindigkeit erlangt, die zur Erzeugung einer gewünschten
Gegen-EMK im Motor genügt und dadurch clen Überstrom verhindert, dient die Gegenverbundwicklung
17.
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Wird der Führerschalter 41 schnell vorwärts gedreht, um die Schaltwalze
37 in ihre Endlage zu bringen und damit in kurzer Zeit eine Höchstgeschwindigkeit
des Zuges zu erzielen, bevor der Zugmotor 13 den Zug entsprechend beschleunigen
kann, so hat der durch die Wicklung 3o erregte Generator i i das Bestreben, die
Spannung fortgesetzt zu vergrößern, doch wirkt die Gegenverbundwicklung 17 einem
schnellen Spannungsanstieg entgegen. Bei geringer Zuggeschwindigkeit fließt infolge
der geringen Generatorspannung (-in starker Strom durch den Triebmotor. Bei wachsendem
Strom wird ebenfalls die Erregerstromstärke der Wicklung 17 anwachsen und dadurch
die Spannung des Generators vermindern, so daß hierdurch die Generatorspannung im
Verhältnis zur Geschwindigkeit oder die Erregung seines Feldes umgekehrt zu seiner
Belastung geändert wird.
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Die auf der Schaltwalze 37 angeordneten weiteren Kontaktstreifen wirken
mit dem Führerschalter zusammen und ermöglichen dadurch eine stufenweise Betätigung
der Schaltwalze 37 und der Kurvenscheibe 36 bei entsprechender Stellung des Führerschalters.
Ist die Schaltwalze 37 nicht in ausgeschalteter Stellung, wenn der Führerschalter
41 auf die erste Stufe geschaltet und der -Wendeschalter eingeschaltet wird, so
wirkt der durch die Kontaktsegmente i2o und 121 geschlossene Stromkreis mit der
Druckluftvorrichtung zusammen, um die Schaltwalze in die richtige Lage zu bringen.
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Sind mehrere Triebfahrzeuge mit Vielfachsteuerung zusammengekuppelt,
so werden die Steuerleitungen verlängert und durch die Verbindungsleitungen 129
mit den Steuerleitungen der anderen Triebfahrzeuge verbunden, wodurch die Steuerung
des Zugverbandes von einem Führerstande aus ermöglicht wird.