DE837107C

DE837107C - Einrichtung zur Steuerung beliebig vieler Triebfahrzeuge von einem fuehrenden Fahrzeug aus

Info

Publication number: DE837107C
Application number: DES14A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Gruenschneder
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1949-10-04
Filing date: 1949-10-04
Publication date: 1952-04-21

Description

Einrichtung zur Steuerung beliebig vieler Triebfahrzeuge von einem führenden Fahrzeug aus Hei der Steuerung von Triebfahrzeugen ist es häufig erwünscht, von einem führenden Fahrzeug aus beliebig viele Schaltwerke in anderen gekuppelten Triebfahrzeugen absolut synchron zu steuern. Dabei müssen die Auf- und Ab-,värtsschaltbewegungen genau gleiclilaufen, wobei insbesondere beim Bremsen völlige Abhängigkeit vom Netz gewährleistet sein inuß. Es ist ferner erwünscht, daß im Interesse einfacher Kupplungen möglichst wenige Steuerleitungen zwischen den Fahrzeugen erforderlich sind. Ein absoluter Gleichlauf von Antrieben ist nun ohne erheblichen Aufwand an Steuer- und Rückmeldeeinrichtungen im allgemeinen nur mit synchron laufenden Mehrphasenmaschinen zu erzielen, die alle von einem NTetz aus betrieben werden. Hierbei tritt aber eine grundsätzliche Schwierigkeit auf: Wenn die Antriebsmotoren der einzelnen Steuersätze bei der Abgabe eines Steuerimpulses erst asynchron anlaufen müssen, ist trotz des an sich starr gekuppelten Synchronnetzes beim Anlauf jeder Motor mehr oder weniger frei bzw. von den auf der mechanischen Seite, d. h. also der Lastseite, vorhandenen Bedingungen abhängig.
Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung zur Steuerung beliebig vieler Triebfahrzeuge von einem fÜhrenden Triebfahrzeug aus dadurch vermieden, daß in jedem Triebfahrzeug ein drei Drehzahlen summierendes oder subtrahierendes Planetengetriebe vorgesehen ist und daß zwei Wellen des Planetengetriebes mit je einer Synchronmaschine gekuppelt sind und die dritte Welle in Abhängigkeit von der Differenz der Drehzahlen der beiden Synchronmaschinen das geführte Fahrzeug mittelbar oder unmittelbar steuert.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der "Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Mit Bezugszeichen i ist ein dreiphasiger Synchrongenerator mit drehbarem Ständer und mit 2 ein dreil)hasiger Synchrongenerator mit festem Ständer bezeichnet. Die Synchrongeneratoren 1 und 2 sind mit dem Antriebsmotor 3, einem Gleichstromnebenschlußmotor, gekuppelt, der an einer Batterie .I liegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß auch bei Drehzahlschwankungen des Antriebsmotors die Frequenz der beiden Synchrongeneratoren gleich bleibt. 5 ist die Meisterwalze des führenden Fahrzeuges.
Gemäß der Erfindung ist in jedem Triebfahrzeug ein Planetengetriebe 7 vorgesehen. Zwei Wellen des Planetengetriebes 7 sind mit je einer dreiphasigen Synchronmaschine 6 bzw. 6' gekuppelt. Die dritte Welle des Planetengetriebes treibt den Abtrieb 8 für die Steuerwalze des geführten Fahrzeuges an. 9 sind 6polige Kupplungen für die Steuerleitungen io und ii der Fahrzeuge. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß beispielsweise ein führendes Fahrzeug mit den Synchrongeneratoren i und 2, der Meisterwalze 5, dem Antriebsmotor 3 und der Batterie 4 sowie drei geführte Triebfahrzeuge mit je einem Planetengetriebe 7, den Synchronmaschinen6 und 6' und je einem Abtrieb 8 vorhanden sind.
Die Erfindung geht von folgender Erkenntnis aus: Läßt man bei einem Planetengetriebe, das bekanntlich in seiner einfachsten Form drei Drehzahlen summiert oder subtrahiert, zwei Wellen durch Synchronmotoren antreiben, so kann durch geeignete Wahl der Übersetzungen und der Polpaarzahlen der Maschinen erreicht werden, daß die dritte freie Drehzahl zu Null wird.
Die beiden Synchronmaschinen 6 und 6' arbeiten nun derart, daß die mit der zweiten Welle, d. h. mit dem Gehäuse des Planetengetriebes 7, gekuppelte Synchronmaschine 6' das Gehäuse abstützt, also generatorisch wirkt. Wenn die beiden Synchronmaschinen von ein und demselben Netz gespeist werden, ist die Drehzahl der den Abtrieb 8 antreibenden Welle unter allen Umständen, also auch bei Frequenzschwankungen, Null, solange nicht das Kippmoment einer Maschine überschritten wird.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Syndhronmaschinen 6, 6' an je einem Synchrongenerator 1, 2 angeschlossen, welche beide gemeinsam von dem Antriebsmotor 3 angetrieben werden. Wird nun der Ständer des Synchrongenerators i gedreht, so wird auch die Frequenz des Generators i größer oder kleiner als die Frequenz des Generators 2, je nachdem, ob die Drehung des Ständers gegen oder mit der Drehrichtung des Antriebsmotors 3 erfolgt. Die motorisch arbeitende Synchronmaschine 6 an dem Sonnenrad des Planetengetriebes stört daher das bis zu Beginn der Ständerdrehung vorhandene Gleichgewicht an der Drehzahlbeziehung des Planetengetriebes. Wenn die dem Planetengetriebe zugeordneten Synchronmaschinen 6, 6' gleiche Polpaarzahlen haben, so wird durch die infolge Verstellung der Meisterwalze 5 bewirkte Drehung des Ständers des Generators i auch eine Drehung des Abtriebs 8 verursacht, die genau synchron mit der Ständerdrehbewegung des Generators i, d. h. dem der Drehbewegung der Meisterwalze 5 des führenden Fahrzeuges, verläuft.
Wenn man wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel an die beiden Steuerleitungsstränge io und i i mit der regelbaren und festen Frequenz mehrere Planetengetriebe 7 mit den entsprechenden Synchronmaschinen 6, 6' anschließt, werden nunmehr bei allen Steuerwalzen der gekuppelten Triebfahrzeuge genau die Steuerbewegungen der Meisterwalze des führenden Fahrzeuges erfolgen. Voraussetzung ist hierbei nur, wie bereits erwähnt, daß sämtliche Synchronmaschinen niemals über ihr Kippmoment hinaus beansprucht werden. Irrt Stillstand der Meisterwalze 5 laufen alle Synchronmaschinen 6, 6' synchron und stehen die Abtriebe 8 und damit die mit den Abtrieben 8 gekuppelten Steuerwalzen' aller geführten Triebfahrzeuge still. Jede Drehbewegung der Meisterwalze 5 löst auch eine genau gleichlaufende Bewe@gung der Abtriebe 8 aus.
Zweckmäßigerweise wird man, um die Steuerungseinrichtung klein zu halten und vor allem, um die Drehung des Ständers der Synchronmaschine i durch die Kraft des Wagenführers zu ermöglichen, die Abtriebe 8 nur auf die Steuerwalzen der gekuppelten Triebfahrzeuge wirken lassen. Die leistungsmäßige Schaltung wird dann innerhalb jedes Faihrzeuges durch einen Steuerstrom entweder aus der Fahrleitung oder aus einer Batterie bewirkt. Die Steuerungen der Schaltwerke, die beliebig ausgebildet sein können, beispielsweise als Kollektor oder als Schützensteuerung, werden mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die Abtriebe 8 absolut auf Gleichlauf gebracht. Abgesehen hiervon hat die erfindungsgemäße Steuerung noch den Vorteil, daß für die Steuerung eine sehr geringe Leistung erforderlich ist, da ein großer Teil der Leistung einen Kreislauf macht; wie bereits erwähnt, wirken die Synchronmaschinen 6', die auf die Gehäuse der Planetengetriebe 7 arbeiten, als Generatoren und bringen die Leistung, die durch Abstützung der Gehäuse der Planetengetriebe 7 entsteht, wieder auf den Generator 2 des Steuermaschinensatzes zurück. Diese zurückgegebene Leistung wirkt wieder als Antrieb zusammen mit dem Antriebsmotor 3 für den Generator i.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Steuerung beliebig vieler Triebfahrzeuge von einem führenden Fahrzeug aus, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Triebfahrzeug ein drei Drehzahlen summierendes oder subtrahierendes Planetengetriebe vorgesehen ist und daß zwei Wellen des Planetengetriebes mit je einer Synchronmaschine gekuppelt sind und die dritte `Felle in Abhängigkeit von der Differenz der Drehzahlen der beiden Synchrocimascliinen das geführte Fahrzeug mittelbar oder unmittelbar steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Synchronmaschine (6) mit dem Sonnenrad und die andere Synclironniascliitie (6') mit dem Gehäuse des Planetengetriebes gekuppelt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungen und die Polzahlen der Synchronmaschinen derart gewählt sind, daß die dritte freie Drehzahl des Planetengetriebes (7) in den Steuerpausen Null ist. .
4. 1?inrichtung nach Anspruch i und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden mit dem Planetengetriebe gekuppelten Synchronmaschinen (6, 6') von je einem Synchrongenerator (r, 2) gespeist wird, die von einem gemeinsamen Motor (3) angetrieben werden, und claß einer dieser Generatoren (i) einen Ständer besitzt, der durch die Meisterwalze (5) des führenden Fahrzeuges in Drehung versetzt werden kann.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der beiden von einem gemeinsamen Motor angetriebenen Synchrongeneratoren (r, 2) auch bei Drehzahlschwankungen des Antriebsmotors einander gleich sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (3) der beiden Synchrongeneratoren (i, 2) ein Gleichstromnebenschlußmotor ist und von einer Batterie (..;) gespeist wird.
7. Einrichtung nach Anspruch i und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Planetengetriebe (7) angetriebene Abtrieb (8) nur auf die Steuerwalze des geführten Triebfahrzeuges wirkt und die leistungsmäßige Schaltung durch einen Steuerstrom entweder aus der Fahrleitung oder aus einer Batterie bewirkt wird.