DE850195C

DE850195C - Einbatteriezugbeleuchtungsanordnung

Info

Publication number: DE850195C
Application number: DEST2492A
Authority: DE
Inventors: Leslie Reginald Nixon; Ernest Clements Vickery
Original assignee: Stone J and Co Ltd
Current assignee: Stone J and Co Ltd
Priority date: 1948-07-26
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1952-09-22

Description

Einbatteriezugbeleuchtungsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf Zugbeleuchtungsanordnungen und ähnliche Einrichtungen der sogenannten Einbatteriegattung.
Eine Zugbeleuchtungseinrichtung dieser Art besteht im allgemeinen hauptsächlich aus einer von der Achse angetriebenen Dynamomaschine, einer Speicherbatterie, einem automatischen Regler zur Regelung der Spannung oder der Spannung und der Stromstärke, die von der Dynamomaschine zur Batterie oder zur Verbrauchsstelle geliefert wird, und einem selbsttätigen Einschalter, der dafür bestimmt ist, Batterie und Verbraucher an die Dynamomaschine anzuschließen, wenn die Spannung' der letzteren einen ausreichenden Wert erlangt hat. Bei einigen Anordnungen dieser Art ist ein zweiter selbsttätiger Regler angeordnet, um die Spannung, die an den Verbraucher geliefert wird, im wesentlichen konstant zu halten trotz veränderlicher höherer Spannungen, auf welche die Batterie aufgeladen ist. Bei anderen Anordnungen, welche die Kosten und die Komplikationen dieses zweiten Reglers sparen wollen, ist ein sogenannter Lampenwiderstand zwischen Batterie und Verbraucher geschaltet und der selbsttätige Einschalter ist so angeordnet, daß er diesen Widerstand kurz schließt, wenn seine Hauptkontakte offen sind. Die vorliegende Erfindung bezweckt in erster Linie, eine Anordnung zu schaffen, welche trotz AufrechteThaltung der Einfachheit in der Wirkungsweise ohne Rücksicht auf den Zustand der Batterie beständig ist.
Gemäß der Erfindung ist in einer Einbatteriezugbeleuchtungsanordnung die Spannungswicklung,des Dynamoreglers, wann immer sie unter Strom steht, mit der Batterieseite der Einschaltkontakte des Kontaktgebers verbunden und der Betriebsstromkreis für .diese Wicklung ist so angeordnet, daß er durch Relaiseinrichtungen geschlossen werden kann, die so bemessen sind, daß sie bei einer wesentlich niedrigeren Spannung als die selbsttätige Einschaltvorrichtung des Kontaktgebers ansprechen. Bei dieser Anordnung ist der Regler nicht der Generatorspannung unterworfen und kann nicht versuchen, unter der Wirkung dieser Spannung vor der Einschaltung oder nach der Ausschaltung zu regeln. Unstabilität und Pendeln können bei Einschaltung vermieden werden. Insbesondere, wenn die Batterie gerade voll geladen ist und eine höhere Spannung als die besitzt, bei welcher der Regler arbeitet, wird der .Regler die Generatorspannung niedrig halten und ein Einschalten verhindern, bis die Batteriespannung bis zur Arbeitsspannung des Reglers gefallen ist. Sonst könnte dem Einschalten unmittelbar die Ausschaltung und anschließendes Pendeln folgen. Auch könnten unerwünschte Erscheinungen beim Ausschalten auftreten, wenn die Batterie sehr hohe Spannung besaß.
Vorzugsweise ist die Reglerwicklung mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers verbunden, welches im Nebenschluß zum üblichen Lampenwiderstand liegt. Durch diese Vorrichtung kann die Art der Regelung, bei eingeschalteter Lampenbelastung, beeinflußt werden, und zwar entweder in Abhängigkeit von der Lampenspannung oder in Abhängigkeit von der Spannung, welche die Batterie unter Ladestrom aufweist.
An den üblichen Lampenschalter kann ein Hilfsschalter angeordnet werden, um den Strom für die Reglerwicklung direkt zu schließen, wenn der Lampenschalter geschlossen ist. Er kann gleichzeitig eine Verminderung .der Ärbeitsspannung des Reglers bewirken.
Das Ausführungsbeispiel beschreibt eine bevorzugte Schaltungsanordnung für Zugbeleuchtung und nimmt auf die schematische Darstellung der Zeichnung bezug.
Der Stromkreis besitzt einen von der Fahrzeugachse angetriebenen Generator i, eine einzige Batterie 2, eine Lampenbelastung 3, einen Lampenschalter 4 und einen Kontaktgeber mit Einschaltkontakten 5 und normalerweise geschlossenen Hilfskontakten 6, die parallel zu einem einstufigen einfachen Lampenwiderstand 7 liegen. Diese Elemente sind in bekannter Weise angeordnet. Das Nebenschlußfeld 8 des Generators ist in Serie mit einer Schmelzsicherung 9 und mit den von Stromstärke und Spannung gesteuerten Kohlestapeln io und 1i eines Zwillingsdynamoreglers geschaltet, beispielsweise eines Zwillingsreglers nach Art des aus der britischen Patentschrift 424 77o bekannten. Die Stromwicklung z2 dieses Reglers ist in Serie. geschaltet mit einem Eich- bzw. Begrenzungswiderstand 13 und der Stromwicklung .14 eines Einschaltrelais 28, 27. Ein Nebenschlußwiderstand @15 umgeht die Wicklung 14 und ein Nebenschlußwiderstand 16 umgeht die drei Elemente 12, 13, 14. Diese Nebenschlußwiderstände können veränderbar sein.
Die Spannungsspule 17 des Reglers i i ist hintereinandergeschaltet mit den Widerständen 18 bis 21 und Kontakten 22 eines Hilfsrelais 31 zwischen der Minusseme des Stromkreises und dem Schleifkontakt des Potentiometers oder Spannungsteilers 23, der in Serie mit einer Schmelzsicherung 24 parallel mit dem Lampenwiderstand 7 angeordnet ist, wobei der Widerstandswert des Potentiometers wesentlich höher als der des Lampenwiderstandes ist. Ein Hilfskontakt 25 am Lampenschalter 4 schließt einen einstellbaren Teil des Widerstandes 20, den Widerstand 21 und die Kontakte 22 kurz, wenn der Schalter 4 geschlossen ist. Die Funktionen dieser Widerstände 20 und 21 werden weiter unten erklärt werden. Die Widerstände 18 und i9 erlauben eine Anfangseinstellung und Begrenzung der geregelten Spannung.
Einer von drei an den Generator angeschlossenen parallelen Stromkreisen besteht aus der Spannungsspule 26 des Kontaktgebers, welche in Serie mit den Kontakten 27 des Einschaltrelais liegt. Im zweiten Stromkreis liegen die Spannungswicklung 28 des Einschaltrelais in Serie mit einem Temperaturausgleichswiderstand 29 und weiteren Kontakten 3o des Hilfsrelais. Im dritten Stromkreis liegt die Wicklung 31 dieses Relais.
Die Wirkungsweise ist fogende: Wenn der Generator in Ruhe ist, sind die Relaiskontakte und Kontaktgeberkontakte 22, 27, 30 und 5 offen und die Kontaktgeberkontakte 6 geschlossen. Der Lampenwiderstand 7 ist kurzgeschlossen, so daß die Verbraucher 3 direkt von der Batterie 2 beliefert werden, die von dem Generator i getrennt ist.
Das Hilfsrelais 31 soll seine Kontakte 22 und 30 bei einer geringen Generatorspannung schließen, beispielsweise Schließspannung io und Öffnungsspannung 5 Volt im Falle einer Anlage für 24 Volt, wenn der Zug sich beschleunigt. Bei einer normalen Einschaltspannung schließt das Einschaltrelais 28 seine Kontakte 27 und veranlaßt -den Kontaktgeber, seine Kontakte 5 zu schließen und seine Kontakte 6 zu öffnen. Die Batterie 2 und die Verbraucher 3 sind mit dem Generator i verbunden, und zwar die Verbraucher über den Lampenwiderstand 7.
Die Spannungswicklung 17 des Reglers ist ständig mit der Batterieseite der Kontakte 5 verbunden, so daß der Regler nicht versuchen kann, die Generatorspannung in Abhängigkeit von der Generatorspannung vor dem Einschalten der Batterie zu regeln, obgleich der Kohlestapel i i ständig an den Feldstromkreis 8 angeschlossen ist.

Bei geöffnetem Lampenschalter 4 ist die Spule .17 an die Batterie 2 nur angeschlossen, wenn das Hilfsrelais 31 seine Kontakte 22 schließt. Es gibt also keinen Stromabfluß von der Batterie zu dieser Spule, wenn der Generator steht und die Verbraucher abgeschaltet sind. Wenn der Schalter 4 ge-

schlossen ist, ist die Spule 17 ständig an die Batterie

über den Hilfskontakt 25 angeschlossen. Der Hilfs-

kontakt 25 dient auch dazu, einen Teil des in Serie

mit der Spule 17 angeordneten Widerstandes kurz-

zuschließen, wen» der Verbraucher eingeschaltet

ist. Dies hat den Zweck, den Regler zu veranlassen,

bei einer verminderten Generatorspannung zu arbei-

ten, wenn die Verbraucher eingeschaltet sind. Die

licgreiizende oder regulierte Lampenspalinung

bei eingeschalteten Lampen kann mittels des Wider-

standes 20 eingestellt werden. Die Grenzspannung

bei abgeschalteten Lampen und infolgedessen die

Spannungsverminderung kann mittels des \\'ider-

standes 21 auf einen wünschenswerten der Batterie

angepaßten Wert herabgesetzt xverden, der für die

Batterie passend ist. Die Kontakte 3o dienen zur

Verhinderung des Einschaltens, wenn das -Hilfs-

relais versagt. Da der Stromkreis der Reglerspule

17 dann bei 22 geöffnet sein würde, könnte nämlich

der Generator sonst eine übermäßige Spannung an

die Batterie legen.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird der

Stapel i i, wenn die Batterie eine Durchschnitts-

spannung besitzt, vor der Eilischaltung voll unter

Druck gesetzt, und zwar ohne Rücksicht auf die

Einschaltspannung, da ja die Hilfsrelaiskontakte 22

sich vor den Einschaltrelaiskontakten 27 schließen.

Weiterhin wird, wenn die Batterie gerade voll ge-

laden worden ist und einen hohen Spannungsstand

hat, während der Regler bei einer niedrigeren Span-

nung arbeitet, der Kohlestapel i i voll entlastet und

ein Einschalten verhindern, bis die Batteriespan-

nung auf diejenige Spannung, gesunken ist, bei wel-

cher der Regler anspricht.

Um sich jedem Wert der höchsten Lampenbela-

stung anpassen zu können, ist es nur notwendig, den

Lampenwiderstand 7 einzustellen. Mit der Zunahme

der Lampenbelastung bis zu diesem -Maximum

steigt die geregelte Generatorspannung bis zu einem

Punkt, der von dem Spannungsabfall im Lampen-

widerstand und der Stellung des Potentionieters 23

abhängt. «'enn der Abnahmepunkt am Potentio-

meter ganz rechts liegt, wird der Regler die Lampen-

spannung regeln, die mit zunehmender Lampen-

belastung; nicht abnimmt. Weini der Schleifkontakt

des Potentiometers ganz links liegt, wird der Reg-

ler die Batteriespannung überwachen und wird die

geregelte Generatorspannung nicht mit der Lam-

penlast steigen. Im Betrieb wird im allgemeinen

eine Zwischenstellung, die mehr nach rechts als

nach links liegt, gewählt werden. Nur als Ausfüh-

rungsbeispiel soll der Vorgang bei einem Span-

nungsabfall im Lanipenwiderstatid um 3 Volt bei

voller Lampenhelastung angegeben werden.

Batterie- Lampen-

Spannung

Volle Lampenbelastung . . 29 26

nur eine Lampe ......... 27 27

Zu jeder Zeit während des Ladens kann die Stromspule 12 des Doppelreglers auf den Kohlestapel to einwirken, um die Generatorleistung zu regeln. Die Spannung kann dadurch vermindert werden, um eine Überlastung des Generators zu verhindern. Eine Einstellung dieser Regelung kann durch Veränderung des leistungbegrenzenden Widerstandes 16 bewirkt werden. An Stelle eines Doppelreglers können auch ein Verbundregler oder unabhängige Strom- und Spannungsregler verwendet werden. In einigen Fällen kann auch an Stelle des Stromelementes des Reglers ein selbstregulierter Generator angewendet werden.

Wenn die Generatorspannung bei Verlan:gsamutig des Zuges unter diejenige der Batterie fällt, öffnet das Einschaltrelais 28 unter Wirkung der `\'icklullg 14, und der Kontaktgeber wird betätigt, um die Anfangsbedingungen wiederherzustellen. Das Ausschalten kann durch entsprechende Bemessung des Wertes des Nebenschlußwiderstandes 15 verzögert werden.
Die Schmelzsicherung 9 sichert die Anordnung gegen Einschaltfehler und die darauf entstehende gefährliche Zunahme der Generatorspannung. Durchbrennen der Sicherung 9 dient als Anzeige einer falschen Einschaltung. Die Sicherung 24 sichert das Potentiometer gegen Überlast, erlaubt aber die weitere Ladung der Batterie unter Kontrolle des Reglers. Die die Batterie bei Trennung isolierende Verbindung 32 dient als bequemes Mittel, die Einrichtung für Prüfzwecke von der Batterie abzutrennen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einbatteriezugbeleuchtungsanordnung oder ähnliche Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (17) des Dynamoreglers, wann immer sie unter Strom steht, an die Batterieseite der Einschaltkontakte des Kontaktgebers (5) angeschlossen und der Betriebsstromkreis für diese Spule so angeordnet ist, daß er durch Relaiseinrichtungen geschlossen wird, welche bei einer wesentlich niedrigeren Spannung als die selbsttätige Einschaltvorrichtung des Kontaktgebers (5) ansprechen.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (17) des Reglers an den Schleifkontakt eines Potentiometers (23) oder Spannungsteilers angeschlossen ist, der zum Lampenwiderstand (7) parallel liegt.
3. Anordnung nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsstromkreis für den Regler und für den Kontaktgeber (5) so angeordnet ,ist, daß er ,durch Relais geschlossen wird, welche bei einer wesentlich niedrigeren Spannung als die Einschaltvorrichtung des Kontaktgebers (5) ansprechen.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfskontakt (25) an dem üblichen Lampenschalter (4) angeordnet ist, um den Stromkreis für die Reglerspule (17) direkt zu schließen, wenn der Lampenschalter geschlossen ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche i und 4, dadurch gekennzeichnet, daB ein Hilfskontakt (25) an dem üblichen Lampenschalter (4) angeordnet ist, welcher eine Verringerung der Arbeitsspannung des Reglers hervorruft, wenn der Lampenschalter geschlossen ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfskontakt (25) am üblichen Lampenschalter vorgesehen ist, der einen Teil des Widerstandes (20) in Serie mit der Reglerwicklung (17) kurz schließt, wenn der Lampenschalter geschlossen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Widerstandes (20), der von dem Lampenschalter kurzgeschlossen werden kann, verstellbar ist. B. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Widerstandes (2o), der vom Lampenschalter nicht kurzgeschlossen werden kann, verstellbar ist.