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Einrichtung zur selbsttätigen Temperaturregelung für Eisenbahnfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Temperaturregelung
für Eisenbahnfahrzeuge, die durch Umlauf von Heizluft an der gewölbten Fahrzeugdecke
beheizt werden, wobei die selbsttätige Temperaturregelung mit Hilfe einer Wheatstoneschen
Brücke mit temperaturempfindlichen Widerständen und eines Galvanometers zur Steuerung
der Heizmitteltemperatur ausgeführt wird.
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Die Erfindung stellt es sich zur Aufgabe, selbsttätig in den Eisenbahnfahrzeugen
eine Temperatur aufrechtzuerhalten, die, gemessen durch ein am Platze eines Fahrgastes
angeordnetes ideales Thermometer, namentlich durch die Wirkungen der Konvektion,
durch die Wirkungen der Strahlung der heißen Wände und durch die Bewegungen der
Atmosphäre beeinflußt werden würde.
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Für die sich dabei ergebende Temperatur ist nicht unbedingtes Gleichbleiben
erforderlich, wie bei allen bisher bekannten Temperaturregelungen mit Wheatstonescher
Brückenanordnung erreicht werden sollte. Gemäß der Erfindung sollen vielmehr die
Fahrgäste sich unter gleichbleibenden Bedingungen des Wohlbefindens befinden, wobei
diese Bedingungen, da sie selbst von veränderlichen Ursachen abhängen, nicht durch
eine einzige sich ergebende Temperatur ausgedrückt werden könnten. Zu diesem Zweck
werden erfindungsgemäß in einen Zweig der Brücke folgende Widerstände geschaltet:
i. ein außerhalb vorn am Fahrzeug angeordneter Widerstand; a. ein im Heizluftverteiler
befindlicher Widerstand, 3. Widerstände innerhalb jedes Abteils über den Fensterrahmen,
die unter dem Einfluß der Luft stehen, welche, vom Heizluftverteiler kommend, die
Decke umlaufen hat; 4. Widerstände in der Decke, die unter dem Einfluß der Eigentemperatur
der Decke sowie der 'vorbeistreichenden Heizluft stehen; 5. Widerstände im Abteil,
die unter dem Einfluß der Abteiltemperatur stehen, und 6. ein außerhalb hinten am
Fahrzeug angeordneter Widerstand.
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Die Erfindung soll nachstehend beispielsweise ,an Hand der Zeichnung
erläutert werden. Fig. i zeigt eine elektrische Schaltung einer erfindungsgemäßen
Reglereinrichtung.
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Fig. a zeigt einen Querschnitt durch ein Eisenbahnwagenabteil, welcher
die Lage der inneren Widerstände veranschaulicht.
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In der Schaltung gemäß Fig. i ist eine Wheatstonesche Brücke mit den
Zweigen i, a, 3, 4 vorgesehen. In den Zweig 4 sind die mit der Temperatur veränderlichen,
oben gekennzeichneten Widerstände geschaltet, welche sämtlich von einem Abteil zum
andern des
Eisenbahnwagens in Reihe geschaltet sind. In den Zweig
3 sind geschaltet: ein Regehviderstand 6 und ein Kompensationswiderstand 7, die
beide in an sich bekannter Weise zur Be-' stimmung der Einstellbedingungen zu Anfang.
dienen.
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Die Brücke wird an den Verzweigungs=-punkten 8 und 9 durch eine Stromquelle
mit niedriger Spannung gespeist. Zwischen den Verzweigungspunkten mit veränderlichem
Potential i o und i i ist die Rahmenspule 12 eines Galvanometers geschaltet, dessen
-Nadel 13 in bekannter Weise eine Spitze 1 ¢ besitzt, die bei Erregung der Spule
12, selbst wenn diese Erregung sehr schwach ist, in Kontakt mit einer Taste 15 kommt,
die mit einem Widerstand 16 in Reihe geschaltet ist.
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Die Nadel 13 ist ständig mit dem Verzweigungspunkt 8 der Brücke
verbunden. Zwei Quecksilberwippen 17 und 17a, welche zusammenwirken, um den Erregungssinn
der Gal. vanometerspule 12 umzukehren, wenn die Nadel 13-4 in Berührung mit dem
Kontaktstück 15 gekommen ist, werden in der Weise geschaltet, daß die Verbindung
ihrer drei Kontakte durch zufälliges Ausbreiten des Quecksilbers keine andere Wirkung
als das Kurzschließen der Spule 12 hat. Es sind nämlich bei dem dargestellten Beispiel
folgende Teile miteinander verbunden: der mittlere Kontakt der Wippen 17 bzw. 17a
mit den Verzweigungspunkten io bzw. 11 der Brücke, der eine äußere Kontakt i9 der
Wippe 17 mit dem entgegengesetzten Kontakt 2o der Wippe 17a, der andere äußere Kontakt
21 der Wippe 17 mit dem entgegengesetzten Kontakt 22 der Wippe 17a, die Rahmenspule
12 mit den beiden Leitungen i 9-2o und 21-22; der Widerstand 16 ist mit den vorstehenden
Kreisen in der Weise verbunden, daß er, je nach der Lage der Wippen, den Zweig q.
oder den Zweig i der Brücke kurzschließt. Dieser Widerstand 16 bildet die Wicklung
eines Elektromagneten, der als bewegliche Anker die beiden Kontakte i 6a und i 6b
besitzt, deren Schließen die Elektromagneten oder Relais 23- und 23b über
eine den beiden Wippen 17 und 17a zugeordnete Quecksilberwippe 17b an eine Stromquelle
S von i i o Volt anschaltet. Diese Quelle S könnte im übrigen auch die Speisung
der Brücke besorgen, wobei mittels einer geeigneten Schaltung die Quelle B fortgelassen
werden könnte.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Während die Nadel
13 auf Null steht, wird angenommen, daß eine Störung des Brückengleichgewichts
durch eine Änderung des Widerstandes hervorgerufen wird, der durch die Gesamtheit
der Widerstände 5 gebildet wird, wobei diese Widerstandsänderung in einem Sinne
erfolgt, der einem von der Heizquelle gelieferten Wärmeüberschuß entspricht. Die
Erregung der Spule 12 bringt den Kontakt 1,1 zum Haften an der Taste i 5, wodurch
in an sich für Systeme der beschriebenen Art bekannter Weise der Widerstand oder
Elektromagnet i 6 in Nebenschluß an den Widerstand 5 gelegt wird, um die Gleichgewichtsstörung
der Brücke zu verstärken und einen freien Kontakt bei 1q.-15 zu gewährleisten.
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Der Elektromagnet 16 wird durch einen Kreis erregt, der folgende Teile
umfaßt: einen Pol der zur Speisung der Brücke dienenden Batterie B, den Brückenzweig
3, den Kontakt 22 der Wippe 17a, den Elektromagneten 16, die Kontakte 15-14, die
Nadel 13 und den anderen Pol der Batterie B.
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Die Kontakte 16a und 161) werden gleichzeitig geschlossen, wobei sich
folgender Kreis herstellt: Stromquelle S, Kontakt 16f', Elektromagnet 233 Wippe
171' und Quelle S. Die Erregung des Elektromagneten 23b wirkt auf die Wippen
17, 17a, um diese in die gestrichelt auf der Zeichnung angedeuteten Lagen zu bringen.
Es folgt daraus: i. eine Umkehrung des Erregungssinnes der Spule 12, was das freie
Abreißen der Nadel 13, d. h. die Unterbrechung des Kontaktes 1q.-15, zur Folge hat;
2. das Anschalten des Relais 2,1, welches durch irgendein geeignetes Zwischenorgan
in Richtung der Herabsetzung der Heizquelle wirkt, an die Klemmen der Stromquelle
S.
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Wenn der Widerstand 5 sich in einem Sinne ändert, welcher einer unzureichenden
Heizwirkung der Heizquelle entspricht, so erfolgt die Störung des Brückengleichgewichts
in der Weise, daß ein Strom in der Spule 12 im Sinne der Annäherung der Kontakte
1.1-15 fließt. Wenn dieser Kontakt erfolgt, so wird das Haften dadurch verstärkt,
daß der Widerstand 16 den Brückenzweig 3 kurzschließt. Die Kontakte i 6a, i 6b werden
wieder geschlossen und die Wippen 17, 17a und 171' in die Lagen zurückgeführt, welche
sie auf der Zeichnung einnehmen, und zwar durch die Erregung des Relais 23a. Die
Erregung des Relais 24 wird unterbrochen und dafür das Relais 25 an die Klemmen
der Quelle S angeschlossen, um im Sinne einer Steigerung der Heizung der Heizquelle
zu wirken.
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Die Widerstände sind sämtlich in Reihe von einem Abteil zum andern
in den Zweig q. der Wheatstoneschen Brücke geschaltet. Diese Widerstände enthalten
(für den ganzen Wagen); einen außerhalb vorn arn. Fahrzeug angebrachten Widerstand.
Dieser Widerstand trägt der Außentemperatur und der Geschwindigkeit oder dem Gegenwind
Rechnung. Er wird nämlich durch .den Stromdurchfluß leicht
erhitzt
und durch den Gegenwind mehr oder weniger stark abgekühlt. Aus demselben Grunde
läßt dieser Widerstand den Einfluß der Sonnenstrahlung für die Regulierung der Heizung
zur Einwirkung kommen; innerhalb jedes Abteils über den Fensterrahmen 27 angeordnete
Widerstände 26 (Fig.2). Diese Widerstände, welche in der oben angegebenen Weise
ausgebildet sind, lassen den Einfluß der Temperatur der Luft, welche, vom Verteiler
28 kommend, die Dekkenwölbung 29 umspült hat, für die Regelung wirksam werden. Diese
Luft kann nach Verlassen der Deckenwölbung in Zwischenräume gesaugt werden, die
durch Schirme 30 und 3 i -gebildet werden und sich durch Ventur i-Wirkung
der sofortigen Ausbreitung der Luft im Abteil widersetzen; Widerstände 32, welche
in die Deckenwölbung eingelassen sind und gleichzeitig den Einfluß der Eigentemperatur
jener Decke sowie der Temperatur der Spülluft wirksam werden lassen; Widerstände
33, welche an den geeigneten Stellen verteilt sind, um durch die Temperatur der
Abteilluft beeinflußt zu werden; einen in das Rohr oder den Verteiler 28 der Warmluftzufuhr
eingesetzten Widerstand, der dazu dient, eine Senkung der Temperatur der eingeblasenen
Luft unter einen zu niedrigen Wert zu vermeiden, falls augenblicklich erhöhte Außentemperaturen
aus irgendwelchen Gründen auftreten.
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Die Gruppe aller obengenannten Widerstände wird durch einen äußeren,
hinten am Fahrzeug angebrachten Widerstand abgeschlossen. Dieser Widerstand wird
der vorn liegende Widerstand, wenn der Wagen seine Fahrtrichtung umkehrt.