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Elektrische Kraftübertragung für den Vielräderantrieb von Kraftwagenzügen
und Schwerkraftwagen Bei Kraftwagenzügen und ebenso bei Schwerkraftwagen mit mehr
als drei Triebachsen hat sich die elektrische Kraftübertragung zwischen Kraftmaschine
und Triebrädern grundsätzlich bewährt. Mehrere ältere Erfindungen befassen sich
mit der Fahrgeschwindigkeitsregelung oder Leistungseinstellung bei elektrischer
Kraftübertragung, w ofür es mancherlei Möglichkeiten gibt. In einem Fall wird z.
B. das Drehzahlverstellorgan der Kraftmaschine, ein auf die Drosselklappe wirkender
Pendelregler, durch Gestänge mit der elektrischen Steuerwalze verbunden, un bestimmte
zweckmäßige Wirkungen bei der Handhabung zu erreichen.
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Allen diesen Einrichtungen haftet jedoch ein Mangel an, der in der
Empfindlichkeit der Motorschleifbürsten liegt. Erfahrungsgemäß kann es vorkommen,
daß die Schleifbürsten eines oder mehrerer Elektromotoren im Betrieb verbrennen,
ohne daß dies bei der großen Zahl von Elektromotoren während der Fahrt des Zuges
überhaupt bemerkt wird. Erhebliche Schäden entstehen daraus und können nur durch
tägliche Überwachung und. Instandsetzung eingeschränkt werden. Dazu ist sachkundiges
Personal erforderlich, das meistens, insbesondere bei Verwendung von Kraftwagenzügen
in den Kolonien, fehlen wird. Es liegt daher nahe, diesen Mangel durch Verwendung
von Drehstrommotoren mit Kurzschlußankern zu umgehen, die bekanntlich keinerlei
Schleifbürsten haben. Bei Driehstrommotoren entsteht aber die Schwierigkeit, daß
die Fahrgeschwindigkeitsänd:erung im allgemeinen nur durch Kaskadenschaltung oder
durch Umschaltung mehrpoliger Ständerwicklungen erreicht werden kann, was die Anordnung
ferngesteuerter Schaltgeräte mit ihren Störungsquellen erfordern würde.
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Den Gegenstand vorliegender Erfindung bilden nun Einrichtungen und
Verfahren, die den Drehstrom für die elektrische Kraftübertragung bei Kraftwagenzügen
und Schwerkraftwagen mit Vielräderantrieb geeignet
machen, und zwar
erfindungsgemäß in der Weise, daß Drehstrommotoren. wer wendet werden, deren Drehzahl
nur durch Änderung der Drehzahl des Stromerzeugers geregelt wird. Dies geschieht
von Null an bis zu einem Höchstwert, der die beabsichtigte höchste Fahrgeschwindigkeit
ergibt. Der Stromerzeuger auf dem Maschinenwagen wird daher so eingerichtet, daß
er mit einer vom Stillstand bis zum Höchstwert beliebig veränderbaren Drehzahl laufen
kann. Bei Antrieb des Stromerzeugers durch Dampfmotor wäre dies ohne besondere Vorkehrungen
möglich. Bei Verwendung von Otto- oder Dieselmotoren -wird der Stromerzeuger durch
ein Wechselgetriebe der bei Kraftwagen allgemein üblichen Art angetrieben. Das W
echselgetriebe kann das Übersetzungsverhältnis zwischen Kraftmaschine und Stromerzeuger
in drei oder vier Stufen verändern oder auch in stufenlosen Übergängen, -wenn regelbare
Vorgelege neuester Bauart verwendet werden. Eine Stufe für Umkehrung der Drehrichtung
ist nicht erforderlich, da sich der Wechsel der Fahrtrichtung leichter durch einen
elektrischen U mkehrschalter erreichen läßt.
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Eine Ausführungsform dieser Erfindung ist in beiliegende:- Zeichnung
dargestellt. Abb. i zeigt einen Kraftwagenzug mit :einem Mas,chinenwage.n und zwei
Anhängewagen im Aufriß, Abb. z denselben im Grundriß. Die Zahl der Anhängewagen
kann beliebig groß sein. Sie wird nur begrenzt durch die Leistungsfähigkeit des
-Maschinensatzes auf dem Maschinenwagen. Die Kraftmaschine ist in beiden Bildern
mit I( bezeichnet, das Wechselgetriebe mit 1%h und der Drehstromerzeuger mit E.
Zur Kraftmaschine I( gehört ein Anlaßmotor Il, der von der Sammlerbatterie B beim
Anwerfen der Kraftmaschine in bekannter Weise gespeist . wird. Die Sammlerbatterie
B wird von der Gleichstrom-Licht- und -Lademaschine L dauernd in geladenem Zustand
erhalten. Sie dient auch zur Speisung der Erregerwicklung des Stromerzeugers E.
In der Leitung zwischen Batterie und Erregerwicklung liegt ein feinstufig unterteilter
Widerstand R, der durch einen Fußhebel F betätigt -wird. Dieser ist neben; dem Wechselgetriebe
1-l7 so angeordnet wie der Kupplungshebel bei gewöhnlichen Kraftwagen. Auf dem Drehstromerzeuger
E ist ein Umkehrschalter U als Fahrtrichtungsschalter angeordnet. Von diesem aus
gehen drei einfache Leitungen a, b und c durch den ganzen Zug und dienen
zur Speisung der DrehstrommotorenD, von denen jeder eine Achse des Zuges durch mechanische
Hilfsmittel bekannter Art antreibt.
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Die Wirkungsweise dieser Gesamteinrichtung ist folgende: Vor der Inbetriebsetzung
steht der Schalthebel des Wechselgetriebes auf Leerlauf, d. h. zwischen Kraftmaschine
und Stromerzeuger besteht keine Verbindung. Die Kraftmaschine K wird mittels Anlaßmotor
s A durch Stromentnahme aus der Batterie B angeworfen, bleibt aber mittels Gasdrossel
auf niedrigster Drehzahl. Nach dein Anspringen der Kraftmaschine ist der Zug fahrbereit.
Der StromerzeugerE steht noch still.- Zweckmäßig wird in diesem Zustand auch der
Erregerstromkreis roch unterbrochen sein, was durch einen einfachen Schalter erreicht
werden kann, der mit dem Schalthebel des Wechselgetriebes verbunden ist und so lange
geöffnet bleibt, wie dieser Hebel auf Leerlauf steht. Zum Anfahren drückt der Fahrer
zunächst den Fußhebel F herunter, d. h. er bringt den Widerstand R in den Erregerstromkreis,
der in der letztet Stufe des Widerstandsreglers unterbrochen wird. Dann legt der
Fahrer den ersten Gang des Wechselgetriebes ein, -was ohne Kupplung zwischen Kraftmaschine
und Wechselgetriebe gelingt, wenn das Wechselgetriebe eine Synchronisiereinrichtung
hat und die Kraftmaschine mit fast geschlossener Gasdrossel läuft; denn es ist nur
die Masse des umlaufenden Magnetsterns der Maschine E in Bewegung zu Setzen. Schließlich
nimmt der Fahrer den Fußhebel F langsam zurück und gibt nach Bedarf Gas. Hierbei
entstehen in den Drehstrommotoren D anfangs sehr schwache Drehfelder von geringer
Winkelgeschwindigkeit, die erst in dem Maße verstärkt werden, wie beim Loslassen
des Fußhebels F die Erregung des Stromerzeugers, steigt. Auf diese Weise wird der
ganze Kraftwagenzug langsam und stoßfrei in Bewegung gesetzt und auf diejenige Fahrgeschwindigkeit
gebracht, die dem Drehzahlbereich des ersten Ganges entspricht. Das Umschalten auf
die zweite und auf weitere Übersetzungsstufen erfolgt stets in der Weise, dah vor
dem Umschalten der Fußhebel F- niedergedrückt und dadurch die Erregung des Stromerzeugers
weggenommen -wird. Das Wechselgetriebe ist dadurch während des Umschaltens unbelastet.
Der Kraftwagenzug fährt in dieser an. sich kurzen Zeit nur mit seiner lebenden Kraft,
erhält aber sofort -wieder Antrieb, -wenn der Fußhebel F- losgelassen wird und damit
die Erregung -wieder einsetzt. Die Übergänge von einer zur anderen Übersetzungsstufe
vollziehen sich auf diese, Weise völlig stoßfrei. Innerhalb jeder übersetzungsstufe
erfolgt die Fahrgesch-vindigkeitsänderung durch öffnen und Schließen der Gasdrossel,
d. h. durch 2#nderung der Drehzahl der Kraftmaschine.
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Ein besonderer Vorzug der beschriebenen Einrichtung liegt darin, daß
die zur elektrisehen
K raftübertragungsanlage !erforderlichen Leitungen
sehr einfach und übersichtlich sind. Bei Anhängewagen, die zur Erleichterung des
Zusammenstellens der Züge nach beiden Fahrtrichtungen. verwendbar sind, können keine
Fehlverbindungen .entstehen; denn beim Vertauschen der Leitungen a und c, wie es
beim Einstellen eines Anhängewagens in umgekehrter Fahrtrichtung ;geschehen würde,
ändert sich auch die Drehrichtung der zu letzteren Wagen gehörigen Elektromotoren.
Voraussetzung zu diesem Vorzug ist jedoch, daß die durchgehenden Leitungen parallel
zueinander liegen, wie es in Abb. z ersichtlich ist.. Sollte ein Verseden der Zuleitungen
aus irgendwelchen Gründen wünschenswert seile, dann sind die Kupplungsstellen an
den Enden der Anhängewagen so, zu legen, als ob die Leitungen parallel durch den
Zug geführt wären.
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Die Verwendung von Drehstrom als Kraftübertragungsmittel bei Kraftwagenzügen
mit Vielräder antrieb hat gegenüber dem Gleichstrom den Vorzug, daß die Neigung
der Drehstrommotoren zur Gleichhaltung der Drehzahl aller Motoren viel größer ist
als bei Gleichstrommotoren; denn die Drehzahl wird durch die überall .gleiche Periodenzahl
des Drehstroms bestimmt. Geringe Abweichungen in der Drehzahl der einzelnen Elektromotoren,
wie solche durch Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche erforderlich sein können, sind
dabei durch mehr oder weniger große Schlüpfung noch möglich. Um auch die Gesamtzugkraft
auf alle Elektromotoren gleichmäßig zu verteilen. und damit deren Belastung und
Erwärmung gleich zu halten, braucht nur ,die Speiseleitung so. bemessen zu werden,
daß keine merklichen Spannungsverluste entstehen. Dies wird dadurch erleichtert,
daß Drehstromanlagen mit höheren Spannungen als bei Gleichstrom betrieben wenden
können.