DE752244C - Einrichtung zur Verhinderung der UEberlastung von Gleichstrom-Reihenschlussmotoren beim elektrischen Bremsen, insbesondere fuer elektrische Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verhinderung der Überlastung von Gleichstrom-Reihenschlußmotoren beim elektrischen Bremsen, insbesöndere für elektrische Triebfahrzeuge Die bei der elektrischen Bremsung erreichbaren Bremskräfte werden außer durch bestimmte mechanische Bedingungen, wie z. B. Reibungsgrenze, zulässige Zahndrücke im Getriebe usw., durch elektrische Höchstwerte begrenzt. Mit Rücksicht auf die Isolation der Wicklung und die Länge der Kriechwege zu den Kollektorlamellen darf eine gewisse Höchstbremsspannung nicht überschritten werden, während die Erwärmung und die Kommutierung den Bremsstrom begrenzen. Die zulässige Erwärmung kann zwar durch Verwendung besonderer Isolierstoffe sehr hoch getrieben werden, dagegen wird die Beherrschung der Kommutierung bei hohen Strömen schwierig, weil der bei den meisten Fahrzeugen zur Verfügung stehende Raum keine unbeschränkte Vergrößerung der Motorenabmessungen zuläßt. Andererseits ist zu beachten, daß der Bremsstrom bei derhöchsten Bremsspannung nur verhältnismäßig niedrig sein darf und umgekehrt.
• Für jeden Motor wird es deshalb eine bestimmte Grenzkennlinie geben, innerhalb der Bremsspannung und Bremsstrom gehalten werden müssen, wenn der Motor nicht überlastet werden soll. Inder Praxis ist nun damit zu rechnen, daß die Fahrer, besonders in Gefahrfällen, die Bremse zu rasch betätigen und damit die Fahrmotoren gefährden und deren Lebensdauer mehr oder weniger stark herabsetzen. Genaue Anweisungen genügen meistens nicht, so daß nur die Möglichkeit bleibt, den Bremsvorgang so zu begrenzen, daß eine Schädigung der Motoren zwangsläufig verrnieden wird.
• Diese Begrenzung der elektrischen Bremse oder, besiser gesagt"die zwangsläufige Verhinderung der Überlastung der Fahrmotoren bei elektrischer Bremse wird besonders dann erforderlich, wenn i. die Motorleistung im Verhältnis zur Motorgröße groß und 2. die mit der Bremsleistung erzielte Bremsverzögerung verhältnismäßig klein ist.
• Beide Voraussetzungen treffen besonders auf Industrielokomotiven größerer Leistung zu. Einmal läßt die Spurweite keine große :Motorlänge zu, und der Motorquerschnitt ist durch die erforderliche Bodenfreiheit und die Lokomotivbauart begrenzt. Weiter ist infolge der im Verhältnis zum Reibungsgewicht der Lokomotive großen Anhängelast die Bremsverzögerung relativ niedrig, so daß der Fahrer diese nie als unangenehm empfinden und dadurch rein gefühlsmäßig langsam bremsen und damit die Motoren schonen wird. Aber auch für Hauptschlußmotoren zum Antrieb gummibereifter Fahrzeuge, z. B. Obus-Motoren, bei denen eine Begrenzung derBremskräfte wegen des hohen Haftwertes zwischen Rad und Straße zur Schonung des Motors und der Kraftübertragung nötig ist, trifft dies zu.
• Bei der Lösung der Aufgabe, die elektrische Bremse so zu begrenzen, daß die als Generatoren arbeitenden Fahrmotoren geschont werden, ist zu beachten, daß es möglich sein muß, die elektrische Bremse ganz nach den vorliegenden Betriebsverhältnissen zu betätigen. Es soll lediglich eine Überlastung der Motoren vermieden werden. Der Bremsstrom darf unter keinen Umständen bei zu starkem Bremsen unterbrochen werden, da dann die Bremswirkung vollständig wegfallen würde. Aus Gründen der Sicherheit im Bahnbetrieb ist die letztere aber auf.jeden Fall aufrechtzuerhalten.
• Bei der Erfindung isst eine Einrichtung zur Verhinderung der Überlastung von Gleichstrom-Reihenschlußmotoren beim elektrischen Bremsen als bekannt vorausgesetzt, welche das Weiterschalten des Bremsschalters bei zu hohem Motorstrom mittels einer Sperrklinke verhindert. Das Neue und Erfinderische wird darin gesehen, daß der Stromkreis des die Sperrklinke steuernden fahrleitungsunabhängig erregten Magneten durch vom Bremsstrom und von der Bremsspannung der Fahrmotoren gesteuerte Relaiskontakte geschlossen wird. Das den Stromkreis des Sperrmagneten schließende Relais ist bei der Einrichtung nach der Erfindung mit zwei gemeinsam einer Feder entgegenwirkenden Spulen ausgerüstet, von denen die eine zu einem im Bremskreis der Fahrmotoren liegenden Shuntwiderstand und die andere zu einem der Fahrmotorenanker parallel geschaltet ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens veranschaulicht. Fig. i zeigt die grundsätzliche Schaltung des Stromkreises des Sperrmagneten. Auf der Achse TI' der Bremsschaltwalze sitzt fest mit ihr verbunden der Zapnkranz Z. In die Za-Iiiilüeken dieses. Zahnkranzes greift eine Sperrklinke .d ein, die beispielsweise als Anker eines Magneten 117 ausgebildet ist. Der Magnet wird durch eine fahrleitungsunabhängige Hilfsstromquelle B über eine Sicherung S'i, einen Schalter SCH und zwei Rel,a#iiskoittakte h erregt. Die Rückleitung des Stromes kann. wie in Fig. z dargestellt, über die Wagenmasse oder durch eine besondere Leiterverbindung erfolgen. Steigen nun durch zu rasches Schalten Bremsstrom und Bremsspannung über gewisse zulässige Werte an, dann werden die Kontakte k des in Fig. 2 und 3 des näheren dargestellten Hilfsrelais verbun-.den. Der Magnet 11T zieht an, und die Kl.iiltl"e.-l greift zwischen zwei Zähne des Zahnkranzes Z und sperrt damit die Bremsschaltwalze. Unter dem Einfluß der der Stellung der Schaltwalze entsprechenden Bremsleistung wird die Geschwindigkeit des Fahrzeuges verringert. Spannung und Strom der Fahrmotoren sinken unter einen bestimmten Wert, so daß das Hilfsrelais wieder abfällt und der Magnet stromlos wird. Die Bremsschaltwalze kann dann weiterbewegt werden.
• Wie bereits erwähnt wurde, ist die zulässige Bremsspannung vom Bremsstrom abhängig und umgekehrt. Daher genügt, zum mindesten bei Motoren mit relativ hoher Nennspannung, eine einfache Begrenzung des Bremsstromes oder der Bremsspannung nicht den gestellten Anforderungen. Es müssen vielmehr beide gemeinsam in Abhängigkeit voneinander begrenzt werden. Zu diesem Zweck dient das in 1# ig. 2 und 3 dargestellte Hilfsrelais. Bei der in Fig. z veranschaulichten Schaltung bestellt das die Kontakte h im erregten Zustand überbrückende Hilfsrelais aus zwei konzentrischen Spulen, deren Zugkräfte gemeinsam einer Feder F entgegenwirken. Die Spannungsspule I wird übereinen Vorwiderstand L" an die Klemmen eines Fahrmotors gelegt. Die Amperewindungen sind demnach der Motorspannung unmittelbar proportional. Die Spule II ist zu einem im Hauptstromkreis der 'Motoren liegenden Shuntwiderstand ,s geschaltet. Diie in der W@ickluug Il paraliliel -, erzeugten Amperewindungen sind dem Bremsstrom unmittelbar proportional. In die Spulen ragt ein Eisenzylinder hinein, an dessen Ende ein Kontaktstück C befestigt ist, das bei Anzug des Zylinders die beiden Kontakte K verbindet. Mättelis &r B:rem:s@schaltwalze wird der Widerstand R geschaltet.
• In Pig. 3 ist im Prinzip die gleiche Anordnung wiedergegeben, nur sind dort die Spulen I und II nicht konzentrisch angeordnet, sondern jede Spule weist einen besonderen Kern auf.
• Sinkt die Amperewindungszahl einer Spule um einen bestimmten Wert ab, dann muß die der anderen um einen gleichen Wert zunehmen, damit die gesamte wirksameAmperewindungszahl die gleiche bleibt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Fahrmotoren zuverlässig vor Überbeanspruchung beim Bremsbetrieb geschützt werden, ohne daß die Bremsleistung unterbrochen wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Verhinderung der Überlastung von Gleichstrom - Reihenschlußmotoren beim elektrischen Bremsen, welche das Weiterschalten des Bremsschalters bei zu hohem Motorstrom mittels einer Sperrklinke verhindert, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis des ,die Sperrklinke steuernden fahrletungsunabhängig erregten Magneten durch vom Bremsstrom und von der Bremssp;annung der Fahrmotoren gesteuerte Relaiskontakte geschlossen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das den Stromkreis des Sperrmagneten schließende Relais zwei gemeinsam einer Feder entgegenwirkende Spulen hat, von denen die eine zu einem im Bremskreis der Fährmotoren liegenden Shuntwiderstand und die andere zu einem der Fahrmotorenanker parallel geschaltet ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. a9i 695, 504.243, 224 o8o; britische. Patentschrift Nr. 16 343 vom Jahre igi2.