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Einrichtung zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnwagen Die bekannten
elektrischen Zugbeleuch tungssysteme, die überwiegend in der Zugbeleuchtungstechnik
verwendet werden, haben den Nachteil, daß sie mit Gleichstromgeneratoren arbeiten.
Der zur Stromabnahme erforderliche Kollektor des Gleichstromgenerators erfordert
eine dauernde Überwachung, die ,aber dadurch erschwert ist, daß die Maschinen in
der Regel unter dem Wagen-;gesteh angebracht sind. Zur Konstanthaltung der Spannung
benötigt eine Gleichstrommaschine außerdem einen Spannungsregler, der in einem sehr
weiten Drehzahlbereich die Spannung ,der mit der Wagenachse gekuppelten Maschine
konstant halten muß. Da außerdem die Maschine in beiden Drehrichtungen Strom abgeben
muß, sind ferner besondere Vorrichtungen erforderlich, die die Polarität der Maschine
bei Änderung des Bewegungssinnes ändern. Die Betriebssicherheit derartiger Zugbeleuchtungssysteme
ist daher bei dem rauben "Eisenbahnbetrieb nur verhältnismäßig gering.
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Zur elektrischen Kraftwagenbeleuchtung ist des weiteren bereits vorgeschlagen
worden, vom Verbrennungsmotor einen l#Ettelfrequenzgenerator mit wicklungslosem:
Rotor und permanenten Erregermagneten antreiben zulassen und den gelieferten Mittelfrequenzstrom
teilweise zur Zündung und zum Teil über einen elektrolytischen Gleichrichter unter
Zwischenschaltung einer Batterie zu Beleuchtungszwecken zu verwenden. Ein derartiger
Generator brächte zwar wegen der geringen Wartung und dadurch, daß der Zündwechselstrom
und der Beleuchtungsstrom in einer Maschine erzeugt werden kann, gewisse Vorteile
mit sich. Jedoch wird sich eine derartige Anordnung bei Kraftwagen wohl nicht bewähren
können, weil der mitzuführende Gleichrichter einerseits den Wirkungsgrad verringert
und andererseits aufmerksam überwacht werden. muß, um betriebssicher zu bleiben.
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Ein weiterer bekannter Vorschlag gellt dahin, mit einer Wagenachse
eine Wechsielstrommaschine zu kuppeln und den Wechselstrom durch Quecksilberdampfgleichrichter
umzuformen. Bei diesen Gleichrichtern sind aber bekanntlich zur Inbetriebsetzung
besondere Zündvorrichtungen (Kippvorrichtungen) erforderlich. Derartige bewegliche
Apparaturen vermindern aber wegen des rauben Betriebes bei der Eisenbahn ebenfalls
die Betriebssicherheit.
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Demgegenüber liegt der Erfindung .die Aufgabe zugrunde; ähnlich wie
bei dem bekannten Vorschlag zur Kraftwagenbeleuchtung, mit der Wagenachse einen
Stromerzeuger zu kuppeln, der außer Schmierung keinerlei Wartung bedarf, bei dem
also nur ruhende Wicklungen verwendet werden. Sie bezieht sich auf eine Einrichtung
zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnwagen, bei welcher eine Wechseistrommascbine
über einen Gleichrichter und spannungs- bzw. stromregelnde Wechselstromwiderstände
eine Akkumulatorenbatterie speist, und kennzeichnet sich durch
die
Verwendung einer von :einer Wagenachse angetriebenen Mittelfrequenzmaschine und
eines mit dieser verbundenen und von ihr gespeisten Glühkathodengleichrichters.
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Die Maschine besitzt einen wicklungslosen Rotor" vorzugsweise mit
einer derartigen Teihtng, daß, eine Frequenz von mindestens yoo Perioden pro Sekunde
erhalten wird. Diese wird in einer ruhenden Wicklung .dem Stator entnommen und ebenso
das Feld durch eine ruhende -vVicl-lung erzeugt. Der Erregerstrom, als welcher Gleichstrom
erforderlich ist, wird aus dem Gleichstromkreis der Anlage, also von der Batterie
entnommen. Hierdurch treten zwar durch die Umformung des Erregerstromes im Gleichrichter
gewisse Verluste auf. Diese sind jedoch ,gegenüber den Vorteilen, die durch die
1\agchnenbauart ,erreicht werden, vernachlässigbar. Da ein. derartiger Generator
bekanntlich durch ruhende Apparate (z. B. Drosseln und Kondensatoren) auf konstanten
Strom bzw. Spannung bei variabler Tourenzahl ;gehalten werdenkann und insbesondere
schon bei niedriger Drehzahl die Entnahme großer Leistungen aus der Maschine möglich
ist, wenn der Generatorkreis auf eine einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende
Frequenz abgestimmt wird, bringt die Verwendung des 1VIittelfrequenzgenerators zur
Zugbeleuchtung ganz besondere Vorteile, die beispielsweise beim Antrieb durch Verbrennungskraftmaschinen
auf Kraftfahrzeugen fast nicht zur Geltung kommen würden, weil deren Drehzahl nur
innerhalb unbedeutender Grenzen schwankt. Außerdem kommen die betriebsunsicheren
Kontaktregler und Umpolungseinrichtungen bei dieser Anordnung in Wegfall.
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Der Glühkathodengleichrichter tritt gewissermaßen an die Stelle des
Kollektors der Gleichstrommaschine und ,gibt einen nahezu konstanten Gleichstrom
an die Batterie bzw. an die Lampen ab. Er kann an einen leicht zugänglichen Ort
des Wagens aufgestellt und ,gegen Beschädigung des Glaskolbens durch Einkapselung
geschützt werden. Was den Glühkathodeugleichrichter für den vorliegenden Zweck besonders
geeignet macht, ist die Erhöhung der Lebensdauer bei der verwendeten hohen Frequenz.
Der Grund hierfür liegt in der Wärmebeanspruchung des Heizfadens, der bei niedrigen
Frequenzen ,durch dauerndes Abkühlen und Anheizen während der einzelnen Perioden
des Wechselstromes stoßweise stark beansprucht ist, hingegen bei höheren Frequenzen
infolge einer ;gewissen Wärmeträgheit fast konstante Temperatur beibehält. Diese
Erscheinungen machen sich beispielsweise bei Qüecksilberdampfgleichrichtern oder
Elektrolytgleich richtern nicht bemerkbar. Es ist zwar die mechanische Beanspruchung
des glühenden Heizfadens bei dein dauernden Erschütterungen auf einem Eigenbahnwagen
zu befürchten. Diese kann jedoch leicht dadurch unterbunden werden, daß die Gleichrichter
in be-
kannter Weise auf federnden Sockeln angeordnet werden, beispielsweise
auf Schwammgummiunterlagen u. dgl. Ferner besteht die Möglichkeit der Parallelschaltung
mehrerer handelsüblicher Gleichrichterröhren, um die erforderliche Leistung zu erhalten,
und eine besondere Wartue, wie sie beispielsweise bei Elektrolytgleichrichtern,
und besondere Zündvorrichtungen, wie sie bei Quecksilberdamp£gleichrichtern erforderlich
sind, werden überflüssig.
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Bei der Erfindung werden bekannte Mittel zu einem System vereinigt,
das die Nachteile der bisher überwiegend in praktischer Verwendung befindlichen
Systeme fast vollkommen beseitigt. Der Kollektor der Gleich strommascliiine, der
immer zu Störungen Veraxilassung geben kann, wird. hier durch :den GlühkathodeA,gleichrichter
ersetzt. Die Spannur@gslz:onstanz wird durch einfache elektrische Kreise ohne Kontakte
erzielt, und für den Generator ist lediglich. eine gelegentliche Schmierung erforderlich.
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Verwendet man an Stelle eines Einphasenmittelfreq'uenzgenerators einen
Drehstromgenerator, so kann. noch der weitere Vorteil. erzielt werden, der in der
besseren Ausnützung der Maschine begründet ist, denn bekanntlich leistet ein Drehstromgenerator
ungefähr 40 Prozent mehr als ein Einphasengenerator.