DE720580C - Switching device for an electric vehicle drive - Google Patents
Switching device for an electric vehicle driveInfo
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Description
Schalteinrichtung für einen elektrischen Fahrzeugantrieb Bei U-Booten werden bekanntlich elektrische Antriebe verwendet, bei denen die Stromquelle der Elektromotoren zur Einstellung mehrerer Fahrstufen in groben Stufen regelbar ist. Man hat bei diesen Antrieben für die Einstellung der einzelnen Fahrstufen, für die Wahl der Fahrtrichtung und zum Kurzschließen der Anlaß- und - Feldwiderstände bisher Einzelschalter verwendet, die in einer bestimmten Reihenfolge betätigt werden müssen. Um zu erreichen, daß die richtige Schalterbetätigung eingehalten wird, hat man diese Einzelschalter in einer. bestimmten Reihenfolge nebeneinander angeordnet, um den Bedienungsmann zur richtigen Schalterbetätigung anzuleiten. Eine unbedingte Gewähr dafür, daß Fehlschaltungen vermieden werden, besteht bei diesen Anlagen nicht; es kommt hinzu, daß der Aufwand an Kupfer für die elektrischen Verbindungen der Schaltgeräte verhältnismäßig groß ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung füreinenFahrzeugantrieb, bei dem die Stromquelle zur Einstellung mehrerer Fahrstufen in groben Stufen regelbar ist. Zweck der Erfindung ist es, für solche Antriebe, insbesondere für U-Bootantriebe, eine Schaltanlage zu erhalten, die kleinere Abmessungen aufweist als die bisher üblichen, die außerdem geräuscharm arbeitet, die für die Verbindungen wenig Kupfer benötigt und die schließlich Fehlschaltungen mit Sicherheit vermeidet. Diese Vorteile werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß alle wesentlichen zur Einstellung der Fahrstufe, dez Motordrehrichtung, der Anlaßvo-rgänge u. dgl. benötigten Schalter der Anlage in einem gemeinsamen, mit zwei miteinander zwangsläufig gekuppelten Steuerwellen versehenen Steuerapparat derart zusammengefaßt sind, daß der einen Steuerwelle Trennschalter zugeordnet sind, durch welche alle Schaltvorsänge: die Wahl der Fahrstufe, der 1lotordrehrichtung usw., vorbereitet «erden, und daß der anderen Steuerwelle Leistungsschalter zugeordnet sind, die die vorbereiteten Schalthandlungen vollenden. Durch diese Zusammenfassung aller bisher üblichen Einzelschalter in dein gemeinsamen Steuerapparat wird erreicht, daß die Reihenfolge der Einzelschaltungen nicht dem Bedienenden überlassen bleibt, sie ist vielmehr bei Betätigung des Steuerapparates ganz zwangsläufig gegeben. Fehlschaltungen können daher nicht vorkommen. In dem gemeinsamen Steuerapparat lassen sich die erforderlichen Stromanschlüsse leicht so gestalten, da.ß für sie weniger Kupferaufwand erforderlich ist als bisher.Switching device for an electric vehicle drive in submarines electric drives are known to be used in which the power source of the Electric motors for setting several speed levels can be regulated in coarse steps. With these drives you have to set the individual speed steps, for the Choice of the direction of travel and to short-circuit the starting and field resistors so far Individual switches are used that must be operated in a specific order. In order to ensure that the correct actuation of the switch is observed, one has this Single switch in one. arranged side by side in a specific order to the Instruct the operator to operate the switch correctly. An unconditional guarantee there is no need to ensure that incorrect switching is avoided in these systems; it there is also the expense of copper for the electrical connections of the switching devices is relatively large. The invention relates to a switching device for a vehicle drive in which the power source is used to set several speed levels can be regulated in rough steps. The purpose of the invention is for such drives, especially for submarine drives to obtain a switchgear that has smaller dimensions has than the usual, which also works quietly, for the Connections require little copper and the eventual failures with certainty avoids. These advantages are achieved according to the invention in that all essential for setting the speed step, decimal direction of engine rotation, the starting processes and the like. required switch of the system in a common, with two with each other inevitably coupled control shafts provided control apparatus are summarized such that disconnectors are assigned to one control shaft, through which all switching operations: the The selection of the speed step, the direction of rotation, etc., is prepared and that the other control shaft circuit breakers are assigned that carry out the prepared switching operations complete. By combining all the individual switches that have been customary up to now in your common control apparatus is achieved that the order of the individual circuits is not left to the operator, it is rather when the control apparatus is operated inevitably given. Faulty switching can therefore not occur. By doing common control apparatus, the necessary power connections can easily be made design so that they require less copper than before.
Ein besonders einfacher Aufbau des Steuerapparates ergibt sich, wenn man die Anordnung so durchbildet, daß bei jedem Wechsel der Fahrstufe bzw. der Fahrtrichtung sämtliche der Leistungsschalterwelle zugeordneten Leistungsschalter betätigt werden. Je nach der besonderen im Einzelfalle vorliegenden Gesamtanlage wird man die Zahl der erforderlichen Leistungsschalter bestimmen, wobei Wert darauf zu legen ist, daß so wenig wie möglich Leistungsschalter verwendet werden. Sämtliche übrigen für die Einstellung der verschiedenen Schaltstufen erforderlichen elektrischen Schaltungen kann man dann billiger herzustellenden und auch entsprechend leichteren und raumsparenden Trennschaltern zuweisen, die von der zweiten Steuerwelle betätigt werden. Man «-irl die Leistungsschalter vorzugsweise durch eine Nockenwelle betätigen, die von einer Fahrstufe zur anderen eine volle Umdrehung macht. Mit dieser Nockenwelle kann man dann über ein Getriebe, beispielsweise ein Malteserkreuz, eine zweite die Trennschalter betätigende Nockenwelle so kuppeln, daß sie nur bewegt wird, ,wenn die Leistungsschalter geöffnet sind. Man ordnet einem solchen Steuerapparat dann zweckmäßig eine oder mehrere Anzeigevorrichtungen zu, an denen der jeweilige Schaltzustand abgelesen werden kann.A particularly simple structure of the control apparatus results when the arrangement is implemented in such a way that each time the speed step or the direction of travel is changed all circuit breakers assigned to the circuit breaker shaft are operated. Depending on the particular overall system present in the individual case, one becomes the number determine the required circuit breaker, whereby it is important to that as few circuit breakers as possible are used. All the rest for the setting of the various switching stages required electrical circuits can then be produced more cheaply and also correspondingly lighter and more space-saving Assign disconnectors that are operated by the second control shaft. Man «-irl operate the circuit breaker preferably by a camshaft driven by a Makes one full turn to the other. With this camshaft you can then via a gear, for example a Maltese cross, a second the disconnector couple the actuating camshaft so that it is only moved when the circuit breakers are open. One then appropriately assigns an or to such a control apparatus several display devices on which the respective switching status can be read can be.
Während bei den früheren Ausführungen die örtliche Lage der Einzelschalter zueinander mit Rücksicht auf eine sinnfällige Bedienung festlag, ist man in der Reihenfolge der Einzelschalter bei der neuen Lösung frei. Sie kann so gewählt werden, daß der Verbrauch an Kupfer in den Verbindungsschienen ein Minimum wird. Ein besonderer Vorteil der neuen Ausführung ist auch darin zu sehen, daß in Schaltungen, bei denen einer Propellerwelle mehrere Elektromotoren oder Doppelkollektormaschinen zugeordnet sind, ein beschädigtes Antriebsteil durch Betätigung einer zusätzlichen Nockenwelle allpolig durch die Trennschalter oder die diesen Antriebsteil schaltender. Leistungsschalter vom etz getrennt «-erden kann. Man kann daher mit dem gesunden Antriebsteil weiterfahren, ohne daß das wesentlich schwierigere, bisher übliche Umlegen von Trennlaschen erforderlich ist.While in the earlier versions the local position of the individual switches one is in the The order of the individual switches is free with the new solution. It can be chosen so that the consumption of copper in the connecting bars is a minimum. A special The advantage of the new design is also to be seen in the fact that in circuits in which a propeller shaft assigned several electric motors or double collector machines a damaged drive part due to the actuation of an additional camshaft all-pole by the disconnector or the switching this drive part. Circuit breaker separated from the grid. You can therefore continue driving with the healthy drive part, without the much more difficult, hitherto customary folding of separating tabs required is.
Die Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel schematisch die Anwendung der Erfindung bei einem U-Bootantrieb.The figures show the application schematically as an exemplary embodiment of the invention in a submarine drive.
In Fig. i ist der prinzipielle Aufbau de: Steuerapparates dargestellt, Fig. 2 zeigt das zugehörige elektrische Schaltbild. Der Steuerapparat hat zwei Steuerwellen WL und Ti'T, die über ein Malteserkreuzgetriehe G, 1l miteinander zwangsläufig gekuppelt sind. Zum Antrieb der Einrichtung dient ein mit der Steuerwelle lI'L verbundenes Handrad H. Auf der Steuerwelle blrL sind Schaltnocken 11;1, :1= .... befestigt, die entsprechenden dazugehörigen Leistungsschaltern L1, L. . . . . zugeordnet sind. Mit der Welle WL ist ferner ein Zeiger Z, verbunden, der vor einer Skala N, spielt. Auf dieser Skala können die Schaltlagen der Welle ff'L abgelesen werden.In Fig. I the basic structure of the control apparatus is shown, Fig. 2 shows the associated electrical circuit diagram. The control apparatus has two control shafts WL and Ti'T, which are inevitably coupled to one another via a Maltese cross gear G, 1l. A handwheel H connected to the control shaft 11 is used to drive the device. Switching cams 11; 1,: 1 = .... are attached to the control shaft blrL, and the corresponding circuit breakers L1, L. are attached . . . . assigned. A pointer Z, which plays in front of a scale N, is also connected to the shaft WL. The switching positions of the shaft ff'L can be read on this scale.
Auf der Welle ll'T sind Schaltnoclten i'1'11, 1'1., . . . . befestigt, denen entsprechende Trennschalter T1, 7...... zugeordnet sind. Mit der Welle 1h7- ist ein Zeiger Z., starr- gekuppelt, der vor einer Skala S#, spielt. An dieser Skala können die Schaltlagen der Trennschalterwelle WTabgelesen werden.On the shaft ll'T there are switching notches i'1'11, 1'1.,. . . . attached, to which corresponding disconnectors T1, 7 ...... are assigned. With the wave 1h7- there is a pointer Z., rigidly coupled, which plays in front of a scale S #. The switching positions of the disconnector shaft WT can be read on this scale.
Der in Fig. i dargestellte Schaltapparat ist der aus Fig. 2 ersichtlichen Schaltanlage zrigeordnet. Diese Schaltanlage hat zwei Antriebsmotoren l11 und M., für die Propellerwelle. Den Motoren sind Verbundwicklungen K1 bzw. I1? und Nebenschlußfeldwicklungen F1 bzw. F2 zugeordnet. Mit 11'1 und ff'-.2 sind Regelwiderstände in den Stromkreisen der Feldwicklungen bezeichnet. 11'3 ist ein Parallelwiderstand zu den Feldwicklungen. 1,174 und li,# sind den Motoren 11-71 bzw. M. zugeordnete Anlaßwiderstände. Zur Stromlieferung dienen die beiden Batterien B1 und B.-Durch die Steuerwelle WL werden in vorliegendem Falle die Leistungsschalter L1 bis L,; und die Schalter L7 bis L9 für die Feldwiderstände gesteuert. Von der Steuerwelle "i%T werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Trennschalter 71 bis T1" und die Schalter T16 und T1, für das '1lotornebenschlußfeld gesteuert. Für den Rechtslauf der Motoren werden die Schalter T., T5, T9, TI, geschlossen und die Schalter T3, T,1, Tlo, T11 geöffnet. Um den Linkslauf der Motoren einzustellen, werden umgekehrt die Schalter T3, T4, TI" T11 geschlossen und die Schalter T., T5, T9, T1= geöffnet. Um die Maschinen t11, und i11. parallel arbeiten zu lassen, werden die Schalter T6, T$ geschlossen und der Schalter T7 geöffnet. Für die Reihenschaltung der beiden Maschinen werden umgekehrt der Schalter T7 geschlossen und die Schalter T6 und T8 geöffnet. Um die beiden Batterien B1 und B_ parallel arbeiten zu lassen, müssen die Schalter T13, T14 geschlossen und der Schalter T15 geöffnet werden. Die Reihenschaltung der Batterien ergibt sich durch Schließen des Schalters T15 und durch Öffnen der Schalter T13 und T14. Um jeden der beiden Motoren für den Fall einer Beschädigung stromlos zu machen, sind folgende Schaltungen durchzuführen: Der Motor Ml wird stromlos durch Öffnen der Schalter T1, T6 und T" und der Motor M2 wird stromlos durch Üffnen der Schalter T;, T8, Tlo und T12. Außerdem sind im Falle eines Schadens noch weitere in der Figur nicht dargestellte Schalter in den Erregerleitungen zu öffnen.The switching apparatus shown in FIG. I is that shown in FIG Tidying up the switchgear. This switchgear has two drive motors l11 and M., for the propeller shaft. The motors have compound windings K1 or I1? and shunt field windings Assigned to F1 or F2. With 11'1 and ff '-. 2 there are control resistors in the circuits the field windings. 11'3 is a parallel resistor to the field windings. 1.174 and li, # are starting resistors assigned to motors 11-71 and M. To the Power is supplied by the two batteries B1 and B.-Be through the control shaft WL in the present case the circuit breakers L1 to L; and switches L7 to L9 controlled for the field resistances. In this exemplary embodiment, the control shaft "i% T the isolating switches 71 to T1 "and the switches T16 and T1, for the '1lotorn shunt field controlled. The switches T., T5, T9, TI are closed for clockwise rotation of the motors and switches T3, T, 1, Tlo, T11 open. To set the motors to run counterclockwise, conversely, switches T3, T4, TI "T11 are closed and switches T., T5, T9, T1 = open. To get the machines t11, and i11. work in parallel the switches T6, T $ closed and the switch T7 opened. For the series connection of the two machines are reversed the switch T7 closed and switches T6 and T8 open. To the two batteries B1 and B_ in parallel to work, switches T13, T14 must be closed and switch T15 be opened. The batteries are connected in series by closing the Switch T15 and by opening switches T13 and T14. To each of the two engines In the event of damage, the following circuits must be carried out: The motor Ml is de-energized by opening the switches T1, T6 and T "and the motor M2 is de-energized by opening switches T ;, T8, Tlo and T12. In addition, in the In the event of damage, switch to another switch, not shown in the figure To open excitation lines.
Wie aus Fig. i ersichtlich ist, sind bei der Anlage sieben -Schaltstufen einstellbar. In .der mit »Aus« bezeichneten Stufe ist der Antrieb vollkommen stillgesetzt. Die Fahrstufen Tb, 1'2 und V3 sind der Vorwärtsfahrt, die Fahrstufen Z1, Z2 und Z3 der Rückwärtsfahrt zugeordnet. In den Fahrstufen V1 und Z, sind die Maschinen i1%11 und 1,12 in Reihe und die Batterien B1 und B2 parallel geschaltet. In den Fahrstufen V2 und Z2 sind die Maschinen parallel und die Batterien parallel geschaltet; in den Fahrstufen Va und Z, sind die Maschinen parallel und die Batterien in Reihe geschaltet.As can be seen from Fig. I, there are seven switching stages in the system adjustable. In the stage marked "Off", the drive is completely stopped. The speed steps Tb, 1'2 and V3 are for forward travel, the speed steps Z1, Z2 and Z3 assigned to the reverse drive. The machines are in speed levels V1 and Z. i1% 11 and 1.12 in series and batteries B1 and B2 connected in parallel. In the Speed levels V2 and Z2, the machines are connected in parallel and the batteries in parallel; in speed steps Va and Z, the machines are in parallel and the batteries in series switched.
In Ei.-. 3 ist schematisch das Schaltprogramm für die Steuerwelle WL .dargestellt, die - wie bereits erwähnt wurde - jeweils beim Übergang von einer Schaltstufe zur anderen eine volle Umdrehung macht. Mit N ist in diesem Programm die normale Lage bezeichnet. In dem Drehwinkelbereich a wird die Feldregelung der Motoren vorgenommen; dem Winkelbereich b ist ein starkes Feld zugeordnet. In dem Winkelhereich c sind die Anlaßwid,erstände der Motoren kurzgeschlossen; die Winkelbereiche d entsprechen dem Anlaßbereich der Steuerwelle WL. Mit Al und A2 sind indem Schaltprogramm die Anlaßstellungen bezeichnet. In .dem Winkelbereich g ist der Leistungsschalter L9 .geschlossen und damit der Widerstand W3 parallel zu den Motorfeldwicklungen geschaltet. In dein Winkelbereich f sind die von der Steuerwelle yVL betätigtenLeistu.ngsschalter ,geöffnet. Im Winkelbereich e schließlich kommt das Malteserkreuz M mit dem Antrieb G zum Eingriff. Es ist somit zwangsläufig dafür gesorgt, daß das Umschalten der Trennschalterwelle WT nur dann erfolgt, wenn sämtliche Leistungsschalter durch die Welle WL geöffnet sind.In egg. 3, the switching program for the control shaft WL is shown schematically, which - as already mentioned - makes a full revolution when changing from one switching stage to the other. In this program, N denotes the normal position. The field control of the motors is carried out in the angle of rotation range a; a strong field is assigned to the angular range b. In the angular range c, the starting resistors of the motors are short-circuited; the angular ranges d correspond to the starting range of the control shaft WL. The starting positions are designated with Al and A2 in the switching program. In the angular range g the circuit breaker L9 is closed and the resistor W3 is thus connected in parallel to the motor field windings. In the angular range f, the circuit breakers actuated by the control shaft yVL are open. Finally, in the angular range e, the Maltese cross M comes into engagement with the drive G. It is therefore inevitably ensured that the switching of the disconnector shaft WT only takes place when all the circuit breakers are opened by the shaft WL .
In Fig. 4 ist das Schaltprogramm für alle mit dein Steuerapparat zu durchlaufenden Schaltstufen schematisch dargestellt. Zwischen den einzelnen Schaltstufen V1 und V2, Z'.= und T% . . . . . sind die Ausschaltstellungen f vorgesehen. Der mit .dem Buchstaben lt bezeichnete Winkelbereich dieses Schaltprogramms entspricht einer vollen Umdrehung der Steuerwelle WL. In Fig. 4, the switching program for all switching stages to be run through with your control apparatus is shown schematically. Between the individual switching stages V1 and V2, Z '. = And T% . . . . . the switch-off positions f are provided. The angular range of this switching program marked with the letter lt corresponds to a full revolution of the control shaft WL.
Da :der Steuerwelle WT eine große Anzahl von Einzelschaltern zugeordnet ist, wird man, um die Baulänge dieser Steuerwelle zu verringern, die einzelnen Schalter nicht in einer Reihe nebeneinander anordnen, sondern man wird die einzelnen Schalter jeweils um einen bestimmten Winkel gegeneinander versetzt im Kreis um die Steuerwelle WT herum anordnen, wie dies beispielsweise in dem schematischen Bild in Fig. 5 erkennbar ist. Diese Figur zeigt,die Trennschalterwelle WT mit den Schaltnocken 1'F21, N22, N23 und N24 mit den diesen zugeordneten Trennschaltern T21 bis T2.1. In dieser Figur ist für den Schalter T21 ;außer dem Nockenantrieb N21 noch eine Nockenwelle W6 mit einem Schaltnocken N25 vorgesehen. Diese Steuerwelle W6 dient dazu, den Trennschalter T21 unabhängig von der Steuerwelle WT zu öffnen. Eine entsprechende Steuerwelle W, mit einem SchaltnockenN26 ist für den Trennschalter T.. dargestellt. Diese zusätzlichen zur willkürlichen Betätigung der Trennschalter ,dienenden Antriebe haben .den Zweck, einen beschädigten Motor leicht abschalten zu können. Wie oben erwähnt wurde, müssen für .das Stromlosmachen des Motors 111 die Schalter T1, T5 und T., geöffnet werden. Man kann diese .drei Schalter dann vorzugsweise in einer Reihe hintereinander anordnen, derart, .daß diese Schalter durch -die Steuerwelle W6 gemeinsam ausgeschaltet werden können. In ähnlicher Weise kann man zum Strom:los-machen des Motors 1112 die Schalter T,, T8, Tlo, T12 so anordnen, daß sie von einer gemeinsamen Steuerwelle- aus. geöffnet werden können. Durch Verriegelungsmittel kann man dafür sorgen, .daß eine Verstellung,der zusätzlichen Steuerwelle Wo und W, mir dann möglich ist, wenn sich die Stetxerwelle WL in einer solchen Lage befindet, daß sämtliche Leistungsschalter geöffnet sind.Since: the control shaft WT is assigned a large number of individual switches, in order to reduce the overall length of this control shaft, the individual switches are not arranged in a row next to one another, but the individual switches are each offset from one another by a certain angle in a circle arrange the control shaft WT around, as can be seen, for example, in the schematic diagram in FIG. 5. This figure shows the disconnector shaft WT with the switching cams 1'F21, N22, N23 and N24 with the disconnectors T21 to T2.1 assigned to them. In this figure, in addition to the cam drive N21, a camshaft W6 with a switching cam N25 is provided for the switch T21. This control shaft W6 is used to open the disconnector T21 independently of the control shaft WT. A corresponding control shaft W with a switching cam N26 is shown for the disconnector T ... These additional drives, which are used for the arbitrary actuation of the disconnector, have the purpose of being able to switch off a damaged motor easily. As mentioned above, the switches T1, T5 and T. must be opened for the motor 111 to be de-energized. These three switches can then preferably be arranged in a row one behind the other in such a way that these switches can be switched off together by the control shaft W6. In a similar way to the current: disconnect the motor 1112, the switches T 1, T8, Tlo, T12 are arranged in such a way that they operate from a common control shaft. can be opened. Locking means can be used to ensure that an adjustment of the additional control shaft Wo and W is possible when the Stetxerwelle WL is in such a position that all circuit breakers are open.
Man kann die Steuerwellen W6 und W7 auch zu einer .einzigen Welle zusammenfassen, die man zum des Motors 111 in der einen Richtung und zum Stromlosmachen des Motors 11-I2 in der anderen Richtung verdreht.The control shafts W6 and W7 can also be combined to form a single shaft summarize, the one to the motor 111 in one direction and to de-energize of the motor 11-I2 rotated in the other direction.
Bei der in Fig. i dargestellten Steuereinrichtung wird ein Handrad H zum Antrieb des Steuerapparates verwendet. Man kann an Stelle eines solchen Handrades od:er:gegebenenfalls auch zusätzlich zu einem solchen Handrad einen elektromotorischen Antrieb für die Steuerwelle WL verwenden. Diesen Motorantrieb kann man dann vorzugsweise mit Hilfe einer Druckknopfsteuerun:g, gegebenenfalls mit Anzeigevorrichtung, schalten.In the control device shown in FIG. I, a handwheel H is used to drive the control apparatus. Instead of such a handwheel, an electromotive drive for the control shaft WL can optionally also be used in addition to such a handwheel. This motor drive can then preferably be switched with the aid of a push-button control, possibly with a display device.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES141609D DE720580C (en) | 1940-07-13 | 1940-07-13 | Switching device for an electric vehicle drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES141609D DE720580C (en) | 1940-07-13 | 1940-07-13 | Switching device for an electric vehicle drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE720580C true DE720580C (en) | 1942-05-09 |
Family
ID=7541605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES141609D Expired DE720580C (en) | 1940-07-13 | 1940-07-13 | Switching device for an electric vehicle drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE720580C (en) |
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1940
- 1940-07-13 DE DES141609D patent/DE720580C/en not_active Expired
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