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Diesel- oder benzinelektrischer Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere
mit Raupenantrieb Der brennkraftelektrische Antrieb von Kettenfahrzeugen stellt
viel weitergehende, An.forde:rungen als der von Schienenfahrzeugen. Er m:uß ebenfalls
das Fahrzeug mit genügend großem Drehmoment anfahren, beschleunigen, auf Höchstgeschwindigkeit
bringen und wieder abbremsen, mit günstigstem Brennstoffverbrauch arbeiten, Abdrücken:
der Drehzahl. oder gar Abwürgen, des Brennli#ra,ft'moto,rs vermeiden., er muß aber
auch. zusätzlich: noch durch. getrennten Antrieb und Steuern der Ketten das Fahrzeug
in seiner Richtung lenken und hierzu Leistung von der einen. Kette auf die andere
übertragen können:. Auch. der Ankerstrom der Fahrmotoren soll eine gewisse Größe
nicht überschreiten, um Beschädigungen durch Überströme au.szu-schließen. Angestrebt
wird ferner die sogenannte Kennliniensteuerung, bei der die Kennlinien. der Maschinen
dem Antrieb, schon die gewünschten Eigenschaften geben,, während die Reglersteuerung
dafür einen besonderen Regler benötigt.
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Zum Antrieb von. Kettenfahrzeugen wurden, in letzter Zeit sogenannte
Stromschaltungen, entwickelt, bei denen in erster Linie de Fahrmo,to@rankerstrom
die gegebene bzw. zu steuernde Größe darstellt. Mit solchen Schaltungen lassen;
sich. dem Fahrzeug bzw. jeder Kette Drehmomente von genau einsteilba@rer Größe -erteilen.,
die dann als Folgewirkung eine entsprechende Fahrzeuggeschwindigkeit zustande kommen
lassen (Drehmormenhsteuerung
). Damit kann das Fahrzeug sehr feinfühlig
gedenkt werden. Die altbekannte Lennardsteuerung stellt demgegenüber eine soggenannte
Geschwindigkeitssteuerung dar, bei der Strom und Drehmoment als Folgegrößen auftreten
und- häufig unerwünschte Ausmaße annehmen. Die bekanntgewordenen, Schaltungen erfüllen
nun, die Foirderungen, die man an einen vollkommenen Antrieb stellen kann, nur teilweise.
Hier zeigt nun die Erfindung einen Weg zu größerer Vollkommenheit mit grundsätzlich
neuen Lösu.ngsmögli.obkeiten.
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Erfindungsgemäß sind der Gleichstromgenerator und die Fahrmotoren
des Fahrzeugantriebes fremderregt, und das Generätor- und das Fahrmo-torfeld werden
für die Steuerung des Antriebes oder für die, elektrische Bremsung gemeinsam und
in entgegengesetztem Sinn geregelt. Wenn also bei der Regelung das Fahrmotorfeld.
wächst, so, nimmt das Generatarfeld ah, und umgekehrt. Für diese gegensinnige Regelung
können der Generator- und der Fahrmotoc-Feldwicklung einerseits Erregerströme zugeführt
werden, deren Stärkeverhältnis sich nicht ändert, die also, insbesondere konstant
bleiben., andererseits wird diesen. Erregerströmen. ein veränderlicher Erregerstrom
überlagert, der beim Generator- und, beim Fahrmotorfeld in entgegengesetzter Richtung
wirkt. Um diese Wirkungsweise zu erreichen, kann man. beispielsweise den, konstant
bleibenden Erregerströmen des. Fahrmotors und. des Generators in Brückenschaltung
noch einen zweiten regelbaren. Strom überlagern, der sich in der einen Maschine
zum konstant bleibenden Strom hinzufügt und in der anderen Maschine von ihm. abzieht,
bzw.-umgekehrt. Dieser zweite Strom wird einer .kleinen Hilfserregerinaschine entnommen,
die unier dem Einfluß einer Differenzerregung steht. Der eine der beiden Anteile,
aus denen die Differenz gebildet wird, besteht aus einer Fremderregung, die durch
einen, handbetätigten Regelwiderstand, z. B. mittels des Steuerknüppels, in ihrer
Größe und Richtung beeinflußt werden kann. Der andere Anteil wird durch den Ankerstrom
des. Generators gebildet. Beide Anteile wirken sich entgegen. Der üb-erwiegende
Anteil bestimmt Größe und Richtung der von der.Hilfserregermaschine gelieferten:
Spannung. Zur Verminderung der beiden Anteile kann die Hilfserregermaschine noch
mit einer Nebenschlußerregerwicklung versehen sein, die gerade den eigenen Erregerbedarf
liefert. Diese Nebenschlußerregerwicklung kann so bemessen sein, d.aß die Hilfserregermaschine
mit ihr allein im indifferenten Gleichgewichtszustand arbeitet. Die Stabilisierung
der Hilfserregermaschine wird dann durch die Differenzerregung bewirkt. Durch den.
Strom in der Fremderregerwicklung der Hilfserregermas,chine ist auch, der Ankerstrom
des Generatorrs vorgeschrieben. Bei jeder Abweichung von seinem Sollwert beeinflußt
die von. der Hilfserregermaschine gelieferte Spannung die Felder von. Fahrmotor
und. Generator im entgegengesetzten Sinn, wodurch der Strom wieder seinem Sollwert
zustrebt. Mit diesem grundsätzlichen Erfindungsgedanken lassen, sich nun alle für
das Fahrzeug gewünschten Fahr-, Brerns- und Lenkeigenschaften sowie günstigster
BrennstoffverbTauch in einfacher Weise lediglich durch, Regelung und Umschaltung
von Stromkreisen kleiner Leistung und kleiner Stromstärke herstellen. Dies soll
im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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In werden. i der Zeichnung sei der brennkraftelektrische Antrieb eines
Kettenfahrzeuges in der ,sogenannten: Zweikreisschaltung angedeutet, bei der jede
Kette von einer Antriebseinheit, bestehend aus Fahrmoltor und Generator, angetrieben.
wird. i bedeutet den Brennkraftmotor; der mit je einem Generator :2 und 3 gekuppelt
ist, 4 und 5 stellen die beiden Fahrmotoren dar. Generatoren. und Fahrmotoren weisen
normale, fremderregte Bauart äuf mit nur einer Erregerwicklung für kleine Ströme.
Mit 6 und 7 sind die Erregerwicklungen der Generatoren 2 und. 3 und mit 8 und 9
die der Fahrmotoren q. und 5 bezeichnet. Jede Erregerwicklung besteht aus zwei Teilwicklungen,
die durch a und b unterschieden sind. Sie werden in Parallelschakung zueinander
von dem Erregernetz io gespeist, das an der Batterie i i liegt. Die einzelnen Teilwicklungen
der Erregerwicklungen sind in der Weise zu einer Brückenschaltung zusammen,-geschlossen,
daß der Wicklungsteil 6a mit dem Wicklungsteil 811 und der Wicklungsteil
8a mit dem Wicklungsteil 6b in Reihe liegen. Ebenso liegen der Wicklungsteil 7a
mit dem Wicklungsteil 9b und der Wicklungsteil 9a mit dem Wicklungsteil 7b in Reihe.
An die Verbindungsstellen der Wicklungsteile a und b ist je eine Hilfserregermaschine
12 (rechts) und 13 (links) angeschlossen. Beide Hilfserregermaschinen werden zweckmäßig
von einem kleinen Motoir mit konstanter Drehzahl angetrieben.. Sie arbeiten in Krämerschaltung
mit der Fremderregerwicklung 14 bzw. 15 und der Gegenreihen,-schlußwicklung 16 bzw.
17. Außerdem dient noch die Selbsterregerwicklung 18 bzw. i9 zur Deckung des eigenen
Erregerbedarfes und zur Verkleinerung der einander entgegenwirkenden Erregerwicklungen
1¢ und 16 bzw. 15 und 17. Mit den. Selbsterregerwicklungen 18 bzw. i9 arbeiten die
beiden Hilfserregermaschinen 12 und 13 im indifferenten Gleichgewichtszustand. Die
Gegenreihenschlußwicklungen 16 bzw. 17 werden vom Ankerstrom der zugehörigen Antriebseinheit
durchflossen. Die Fremderregerwicklungen, (Steuerwicldungen) 14 bzw. 15 werden:
über je einen Umkehrregler (Steuerknüppel) 2o bzw. 21 geregelt und aus dem Erregernetz
io gespeist. Außerdem sind noch zwei Umschalter 22 und 23 im Erregerstromkreis der
Fahrmotoren bzw. Generatoren vorhanden, die zur Fahrtwendung dienen.
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Die Anordnung arbeitet nun folgendermaßen: Das Fahrzeug stehe zunächst
still. Die Steuerknüppel 2o und 21 befinden sich dann in der Mittel-(Aus-) Stellung.
Die Brennkraftmaschinengruppe sei mit Leerlaufdrehzahl in Betrieb, desgleichen auch
die Hilfserregermaschinen i2 und 13. Unter dem Einfluß der Spannung des Erregernetzes
io
entsteht in den Erregerwicklungen 6 bis 9 ein Strom, der durch
einen. von oben nach unten gerichteten Pfeil angedeutet sei. Dadurch kommt so,-wohl
im Generator a,ls auch im Fahrmotor ein Feld zustande, und zwar, wenn beide gleich
gebaut sind, von gleichem Betrag. Während im stillstehenden Fahrmotor keine Spannung
erzeugt werden kann, versucht die auf Grund der Leerlaufdrehzahl im Generator entstehende
Spannung einen. starken Strom durch den Stromkreis zu. treiben, der, in der Gegenreihen.schlußwicklung
16 z. B. eine nach rechts und in der Gegenreihenschlußwicklung 17 eine nach links
gerichtete Durrhflu:tung zur Folge hat. Unter deren. Einfluß versuchen die Hilfserregermaschinen
12 und. 13 einen Strom durch die Erregerwicklungen: zu treiben, der das Feld
im Generator schwächt und, im Fahrmotor stärkt. Dies ist für den rechten, Antrieb,
durch Pfeile mit Punkt angedeutet. Das Feld im Generator wird dadurch nahezu ausgelöscht,
und der verbleibende Ankerstrom erreicht sehr kleine Werte, da schon. eine kleine
Dürchflutun:g der Gegenreihenschlußwicklung 16 genügt, um die Hilfserregermaschine
12 auf Spannung zu halten, weil keine Gegendu.rchflutung in der Fremderregerwicklung
1.4 vorhanden ist. Wird nun der Steuerknüppel 20 nach rechts. gelegt, so: entsteht
in. der Fremderregerwicklung rd. eine Durchflutung von rechts nach links. Das dadurch
kleiner werdende Feld der Hilfserregermaschine 12 hat eine Abnahme des durch einen:
Punktpfeil gekennzeichneten Erregerstromes zur Folge, so daß die Generato:rspännu.ng
steigt und ein Anwachsen. des Ankerstromes zur Folge hat. Dieser größere Ankerstrom
hebt in der Gegenreihenschlußw icklun:g 16 die Gegenwirkung der Fremderregerwicklung
1,4 auf und erzeugt darüber hinaus noch einen kleinen: Überschuß, um den Ankerstrom
auf dem vorwiegend durch die Fremd-:rregerwicklung 14. gegebenen Wert zu halten.
Das Gleichgewicht der Amperewindungen zwischen den Erregerwicklungen 1.1. und 16
wird auch versuchen, bestehenzubleiben.. wenn der Fahrmotor unter dem Einfluß des
entwickelten Drehmomentes zum Anlauf gekommen ist und eine Gegen-EMK entwickelt.
Mit zunehmender Fahrmotordrehzahl wird der Augen.-blick kommen, wo Generator- und
Fahrmotorfeld gleiche Größe erreichen. Die Spannung der Hilfserregermaschine r2
ist zu Null geworden.. Wenn nun die Drehzahl des Fahrmotors weiter ansteigt, würde
schließlich seine wachsende Spannung den Ankerstrom abnehmen: lassen. Dadurch polt
sich aber die Hilfserregermaschine 12 um, verstärkt nun das Genera@torfeld und schwächt.
das Fahrmo:torfeld, so daß auch höhere Drehzahlen erreicht werden können.. Lebt
man den Steuerknüppel 2o nach links, so wird die Durchflutung der Frem.derregerwicklung
1,4 umgekehrt. Dadurch kehrt sich auch der Ankerstrom um, während Fährmotor- und
Generatorfeld ihre Richtung beibehalten. Der Fa.h.rmotGr bremst sich dadurch auf
den Generator ab. Ein Anwachsen des Ankerstromes über den durch die Fremderregerwicklung
14 gegebenen, Wert wird auch hierbei verhindert, weil beim Überwiegen der Gegenreihenschlußwicklung
16 die Hilfserregerma.schine 12 das Feld des FahrmotOrs q. schwächt und das Generatorfeld
stärkt. In dieser Stellung des Steüerknüppel:s, 2o kann. nur gebremst werden, weil
nur hierbei die Felder im Fahrmotor und im Generator sich im richtigen Sinn ändern.
Ist unter dem. Einfluß der Bremswirkung das, Fahrzeug zum Stillstand gekommen, so
hört die Rücklieferung von Energie an den. Generator auf, und die von der Generatorleerlaufdrehzahl
erzeugte Spannung versucht wieder einen Ankerstrom in der alten Richtung zu erzeugen,
der in der Gegenreih.enschlußwicklung 16 eine Durchflutung von links nach rechts
zur Folge hat: Diese wäre aber nunmehr mit der Bremsdürchflutung in. der Fremderregerwicklung
14 gleichsinnig, und beide würden auf eine Abnahme des Feldes im Generator hinwirken.
Wenn die Spannung der Hilfserregermaschine 12 ausreicht, vermag sie den Generator
umzupolen und würde schließlich einen Ankerstrom zur Folge haben, der in der Gegenreihenschlußwicklung
16 von -rechts nach links gerichtet wäre und der Durchflutung der Fremderregerwicklung
1.1 entgegenwirken würde. Man könnte nun durch erneute Brennstoffzufuhr auch rückwärts
fahren" doch, würde hierbei die FahrmotorerregeTwicklung zu hoch belastet werden..
Die auf sie entfallende Spannung würde über das Doppelte der Spannung des Erregernetzes
1o hinausgehen. Es wird daher zweckmäßig die Brennstoffzufuhr in der Bremnsstellung
des Steuerknüppels 20 gesperrt. Man. kann: auch die Sättigung der Hilfserregermaschine
12 so wählen, daß die von ihr auch bei großen Erregungen entwickelte Spannung gerade
ausreicht, um das Feld im Generator auszulöschen" wenn der Steuerknüppel 2o im Bremsbereich
steht. Auf diese `,reise würde ein Abwürgen des Brennkraftmotors selbsttätig und
ohne besondere Mittel verhütet werden, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen,
und der Steuerknüppel 2o bei unachtsamer Bedienung im Bremsbereich stehengeblieben
ist.
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Soll das Fahrzeug auf Rückwärtsgang geschaltet werden, so, sind, durch
die Umschalter 22 b:zw. 23 die Erregeirwicklungen -der Fah.rmoto:ren umzuschalten.
Die Richtungen des Ankerstromes heim Fahren und Bremsen bleiben hierbei in bezug
auf den Generator die gleichen wie zuvor. Auch Fahr-und Bremsbereich am Steuerknüppel
2o bzw. 21 bleiben hierbei erhalten, wenn man nicht aus Gründen der sympathischen
Steuerung eine Umschaltung der ]#remderregerwicklungen 14. bzw. 135
vornimmt.
Dadurch würde Auslegen der Steuerknüppel nach vorn Vorwärtsfahrt und nach hinten
Bremsen, bzw. nach Betätigung eines Fahrtwenders würde Auslegen nach hinten Rückwärtsfahrt
und nach vorn B.remsen bedeuten.
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An Hand einiger Gleichungen soll noch nachgewiesen werden, da:ß durch
den Strom in den. Fremderregerwicklungen 1.4 bzw. 15 auch der Ankerstrom vorgeschrieben
ist. Es bedeutet EG = erzeugte Spannung im Generator, T = Ankerstrom,
R
= Ohmscher Widerstand im Ankerstromkreis von Fahrmotor und Generator zusammen, IbG
= Generatordrehzahl, nm = FahrmotoTdrehzahl, il = Erregerstrom des. Generators bzw.
Fahrmotoir.s., vom Erregernetz 10 herrührend, i2 = Erregerstrom des. Genera;boirs
bzw. Fahrmotors, von der Hilfserregesmaschin.e i-, bzw. 13 herrührend, i3 = Strom
in der Fremderregerwicklung 14 bzw. 15 der Hilfserregermaschine i2 bzw. 13, cl,
c2, c3 = Festwerte.
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Die im Generator erzeugte Spannung ist gegeben durch die Beziehung
EG = cl (2i - 22) ' na, (I) Ea = c2 (il
+ i2) @a@ + J R . (2)
Aus diesen beiden Gleichungen erhält man die
Fahrmotordrehzahl nm zu
Mit zunehmendem Erregerstrom i2 nimmt demnaiah die Fahrmo@tordrehzahl nm ab. Für
den Erregerstrom i-, kann man schreiben 22 = C3 (J - Z3) - (4) Der Festwert
c3 stellt hierbei einen recht großen Wert dar, da schon kleine Unterschiede zwischen
den Strömen .T und i3 entsprechend große Änderungen des Erregerstromes i2 zur Folge
haben.
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Mit (4) und (3) erhält man nach einigen Umformungen
Teilt man Zähler und Nenner durch c3 (cl » nG + c2 - nm), so, geht Gleichung
(5) über in
Da der Festwert c3 groß ist, kann man das erste Glied im Zähler und das, zweite
im Nenner vernachlässigen, und. (6) geht über in J = ^' i'. (7) Mit einer Anordnung
nach Fig. i könnte man. ein Fahrzeug auch mit günstigem Brennstoffverbrauch betreiben:,
wenn man vom Brennstoffhebel einen Sollwertzeiger am Drehzahlmesser verstellen läßt,
der die gewünschte Leistung einer günstigen Drehzahl mit kleinstem Brennstoffverbrauch
zuordnet. Man kann nun durch den Fahrer die Steuerknüppel 2o bzw. 21 so betätigen
lassen, daß diese Drehzahl eingehalten wird. Da dies jedoch an den Fahrer zu hohe
Anforderungen stellen würde, und bei unachtsamer Bedienung zum Abwürgen des Brennkraftmotors
führen. kann, weist man diese Aufgabe besser einem Servofeläregler zu..
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In Fig. 2 ist eine solche Anordnung angedeutet. Soweit die Bezugszeichen
die gleichen sind, haben sie die gleiche Bedeutung wie in Fig. i. Die Erregerwicklungen
6 bis 9 liegen wieder unmittelbar an der konstanten Spannung der Batterie i i, das
Erregernetz io, vom dem die Fremderreger- oder Steuerwicklungen 14 und 15 gespeist
werden, dagegen über die Regelwiderstände 24 des Servolfeldreglers. Zu diesem gehören
im wesentlichen. noch der Öldruekkolben 25 und das Fliehkraftpendel 26. Der Steuerkolben
des. Öldruckkolb,ens. 25 ist einerseits über ein Gestänge 27 mit der Reglermuffe
des Fliehkraftpendels 26, andererseits. über die Feder 28 mit dem Differentialhebel
29 verbunden. Dieser kann sowohl durch den Fußhebel 30 für Gas (bzw. Brennstoffzufuhr)
als, auch durch den Bremsfußhebel 31 betätigt werden. Sowohl beim Niederdrücken
des. Fuß-Gashebel-s. 3o als, auch bei Betätigung des Bremsfußhebels 31 wird über
den Differentialhebel29 die Solldrehzahl des Fliehkraftpendels 26 geändert, denn
diese Solldrehzahl wird durch die Feder 28 festgelegt. Wird diese Feder infolge
Betätigung des Fuß-Gas- oder des Bremsfußhebels gespannt, dann, ver&tell.t sie
den Öldruc@ckolben 25 des Servomotors. sowie die Muffe des, Fliehkra£tpendels 26,
und der Fliehkraftregler muß eine höhere Geschwindigkeit annehmen, damit seine Schwungmassen
den; Druck der Feder 28 kompensieren und den Öldruckkolben 25 des Servomotors, nach
wie vor in der neutralen Stellung halten. Die Sollwertdrehzahi des Fl.iehkraftreglers
ist also gestiegen. Die Gaszufuhr wird über dasi Differentialgetriebe 32 geregelt,
das sowohl vom Fuß-Gashebel 30 als auch. vom. Öldruckkolben 25 des Servofeldreglers
her beeinflußt werden kann.
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Deir Regelvorgang spielt sieh nun folgendermaßen ab: Wenn der Fuß-Gashebel
30 und der Bremsfußhebel 31 in der Ruhestellung und die beiden. Steuerknüppel
2o und 2 i in der Mittelstellung sind, läuft der Brennkraftmotar lediglich mit seiner
Leerlaufdrehzahl. Bei Abweichungen nach oben oder unten beeinflußt der Servofeldregler
über das Differentialgetriebe, 32 die Brennstoffzufuhr im richtigen, Sinn. Der Öldtuckkolben
25 bewegt sich hierbei, bezogen auf den Regelwiderstand 24, im Bereich o-a. Bei
a ist die durch die Leerlaufstellung des Fuß-Gaishebels. 30 bestimmte Leerlaufgasmenge
erreicht, bei o liegt sie darunter. Unter dem Einfluß der konstanten Erregung durch
die Batterie i i kommt nun bei leer laufender Brennkraftmaschinengruppe, stillstehendem
Fahrzeug und Mittelstellung der Steuerknüppel 2o und 21 ein geringer Ankemstrom
zustande, der über die Hilfserregermasohinen 12 und 13 das- Feld in den Generatoren
nahezu zum Verschwinden bringt. Werden nun die Steuerknüppel 2o und 21 auf Fahrstellung
gebracht und wird gleichzeitig der Fuß-Gashebel 30 durchgetreten, so vergrößert
sich der von den Generatoren abgegebene Strom. Das Fahrzeug kommt
unter
dem Ein:fluß der entwickelten Drehmomente in Fahrt, wie an Hand der Fig. i beschrieben.
Ist hierbei die Leistungsabgabe des Brennkraftmotors zu groß, so sinkt seine Drehzahl,
und dadurch geht der nicht näher bezeichnete Regelkontakt am Regelwider#s.tand 24
nach unten in den Bereich a-b. In diesem Bereich bleibt die durch den Fuß-Gashebvl
3o eingestellte Brennstoffmenge konstant, mit sinkender Drehzahl wird; jedoch der
Regelwiderstand 24. vergrößert, und wegen Verringerung der Durchflutung in der Fremderregerwicklung
1q. bzw. 15 geht auch der Ankerstrom zurück, bis sich ein Gleichgewichtszustand
bei der durch die Stellung des Fuß-Gashebels 3o und durch die Spannung der Feder
28 gegebenen, Drehzahl einstellt. Um zu verhindern, daß Vollgas bei nur teilweise
ausgelegten Steuerknüppeln 2o bzw. 2 1 gegeben wird, was. mit einer unenviinschten
und unwirtschaftlichen Steigerung des Ankerstromes verbunden wäre, erfolgt zweckmäßig
eine Begrenzung der Fuß-Gasheb,el-Auslage durch die Stellung der Steuerknüppel 2o
bzw. 21. Dies, geschieht z. B. in der Weise, daß Vollgas nur bei voll ausgelegten
Steuerknüppeln gegeben werden kann, während bei Mittelstellung der Steuerknüppel
nur Leerlaufgas möglich, ist. Man kann diese Begrenzung von beiden Steuerknüppeln,
aus über ein Wechselgetriebe betätigen lassen, so daß der am weitesten vorn stehende
Steuerknüppel die Begrenzung bestimmt. während der andere zum Zweck des Lenkens
zurückgenommen werden. kann. Man fährt dann, normalerweise mit voll ausgelegten.
Steuerknüppeln, die nur zum Zweck des Lenkens zurückgenommen werden., während im
übrigen Zugkraft und Fahrzeuggeschwindigkeit nur mit dem Fuß-Gashebel geregelt werden,,
wobei der Servofeldregler für die Einhaltung der günstigsten Drehzahl sorgt. Zum
Bremsen wird das Gas weggenommen und der Bremsfußhebel durchgetreten.. Zugleich
werden die Steuerknüppel auf Bremsstellung gebracht. Sie können hierbei gleich,
in, die Endlage geführt werden,. Wenn, hierbei die Bremswirkung zu stark ist, würde
die Drehzahl des als Verdichter arbeitenden Brennkraftmotors zu sehr ansteigen.
Infolgedessen vermindert der Servofeldregler im Bremsbereich o-d die Durchflutung
der Fremderreger- oder Steuerwicklungen und. setzt damit die Bremswirkung herunter.
Gelenkt werden kann wieder durch. Vorwärtsbewegen eines der beiden Steuerknüppel.
Ist das Fahrzeug unter dem Einfluß der Bremswirkung zum Stillstand gekommen, während,
der Bremsfußhebel und die- Steuerknüppel in der Bremsstellung geblieben sind, dann
versucht die Durchflutung der Fremderreger- oder Steuerwicklung, die hierbei die
vom Ankerstrom herrührende Durchflu.tung überwiegt, den. Ankerstrom aufrechtzuerhalten.
Wenn, die Spannung der Hilfsürregerrnaschine ausreicht, polt sie sogar die Generatoren
um. Die auf diese Weise der Brennkraftmaschinengruppe entzogene Energie bewirkt
ein rasches Absinken ihrer Drehzahl, so, daß der Servofeldregler auf der Stellung
b die Erregung abschaltet und den öldruckkolben in die \Tullstellung schiebt. Bei
der Nullstellung der Steuerknüppel und des Bremsfußhebels stellt sich dann der Ausgangszustand
wieder ein. Fahrtrichtungswechsel wird wieder" durch besondere Fahrtwendeumschalter
22 und 23 wie in, der Anordnung gemäß Fi:g. i hergestellt. Fahr- und Brem-sbereich,
können durch rein mechanische Verriegelung zwischen, den Steuerknüppeln, dem Fuß-Gas-
und dem Bremsfußhebel gegeneinander gesperrt werden.
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Ein Antrieb der beschriebenen Art weist einen hohen Grad von Vollkommenheit
auf. Er arbeitet mit einfachen, normalen und hoch ausgenutzten Maschinen.. Die ganze
Steuerung erfolgt für jede Antriebsseite in, einer einzigen Fremderreger- oder Steuerwicklung
mit kleinen Stromstößen, die Übertragung erfolgt bei allen. Geschwindigkeiten und
Leistungen mit kleinstem Brennstoffverbrauch. Unzulässige Überschreitungen des Ankerstromes
können nicht stattfinden, weil durch die Durchflutungen der Fremderreger- oder Steuerwicklungen
auch, die Größe des Ankerstromes vorgeschrieben, ist. Lenksinn und Lenkfähigkeit
des Fahrzeuges. bleiben auch bei Leerlaufgas sowohl beim Fahren als. auch beim Bremsen
stets erhalten. Die Anforderungen an den Fahrer sind denkbar gering, da Fehlbedienungen
ausgeschlossen sind.
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Servofeldre gler haben, sich zwar im Betrieb von Schienenfahrzeugen
schon. bestens bewährt, doch kann es als ein weiterer Vorteil der Erfindung gewertet
werden,, wenn man, die durch sie erzielbaren. Fahreigenschaften auch ohne spie erreicht.
Man wird dann die Fremderreger- oder Steuerwicklungen von der Differenz zwischen
einer festen und einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschinengruppe abhängigen
Spannung speisen.
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In Fig. 3 ist eine solche Schaltung angedeutet. Die Bezugsziffern
haben, wieder die gleiche Bedeutung wie in den. Fig. i und 2. 33 bedeutet eine kleine
Hilfsmaschine, die mit der Brennkraftmaschinengruppe unmittelbar gekuppelt ist und
vom Erregexnetz io käinstant erregt wird. Sie liefert demnach eine Spannung, die
der Drehzahl der Brennkraftmaschinengruppe verhältnisgleich ist. Die Spannung des
Erregernetzes io ist ihr entgegengesch;ail.tet, und von der Differenz werden, die
Fremderreger- oder Steuerwicklungen 1q. und 15 über die Steuerknüppelumkehrregler
2o und 21 gespeist. Entwickelt der Brennkraftmotor zuviel Leistung, so steigt seine
Drehzahl und damit auch der Strom in den Fremderreger- oder Steuerwicklungen. Infolgedessen:
steigt auch, die von den Fahrmotoren aufgenommene Leistung, so, daß die Drehzahl
der Brennkraftmaschinengruppe absinkt und sich auf die gewünschte Drehzahl einstellt.
Mit Hilfe eines Regelwiderstandes 34, der vom Fuß-Gashebel 3o mitbetätigt wird,
können Brennstoffmenge, Leistung und zugehörige günstigste Drehzahl einander zugeordnet
werden. Man kann auf diese Weise genau so wirtschaftlich fahren, als wenn. der Servofeldregler
die Drehzahl konstant hielte. Auch. das Bremsen läßt -sich mit genau ein.-s.tellbarer
Bremsleistung vornehmen,. Es ist jedoch hierbei zu beachten, daß mit zunehmender
Drehzahl
der Brennkraftmaschinengruppe die von den Fahrmontoren
gelieferte Bremsleistung zurückgehen muß, damit sich ein stabiler Betriebszustand
einstellen kann. Die Differenzspannung, von der die Fremderreger- oder Steuerwicklungen
gespeist werden, muß also mit zunehmender Drehzahl kleiner werden., während sie
für den Fahrbetrieb zunehmen: muß. Damit nun, beide Aufgaben mit der gleichen drehzahlabhängigen
Spannung durchgeführt werden können, wird. die feste Spannung verschieden: gewählt,
und zwar für das Fahren niedriger und für das Bremsen höher. In Fig. 3 ist dies
für die rechte Antriebsgruppe dargestellt. Für das Fahren: (Steuerknüppel. 2o, z.
B. in Linkslage) ist nicht die ganzes Spannung der Batterie i i im Differenzstromkreis
wirksam. Die drehzahlabhängige Spannung ist also verhältnismäßig größer und bewirkt
eine Durchflutung der Fremderreger-oder Steuerwicklung 1q. von rechts nach links.
Wird dagegen der Steuerknüppel 2o auch links gelegt, so ist nunmehr die Spannung
der Batterie II größer als. die drehzahlabhängige Spannung, und die Durchflutung
der Fremderreger- oder Steuer-Wicklung 14 kehrt sich um ins Bremsgebiet.
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Fig. 4 zeigt den Verlauf der Spannungen über der Drehzahlng,derB@rennkraftmasohinengruppe.
eBlund eB 2 bedeuten: die beiden Spannungen der Batterie i i, en, die drehzahlabhängige,
Spannung bei einem bestimmten Wert des Regelwiderstandes 34, enb bei einem höheren
Wert desselben. Beim Fahrren wird die Fremderreger- oder Steuerwicklung 14 mit der
Differenzspannung ef gespeist, die in der Steuerwicklung einen, von rechts, nach
links gerichteten Strom zur Folge hat und mit der Drehzahl zunimmt, beim Bremsen,
dagegen. mit der Spannung -eb, die einen entgegengesetzten Strom erzeugt und mit
zunehmender Drehzahl abnimmt. Man kann demnach z. B. den linken Antrieb mit der
Fahrspannung ef und den rechten mit der Bremsspannung eb betreiben.. Steigt nun
die Drehzahl zu hoch, so, nimmt die Fahrleistung zu und die Bremsleistung ab; ist
dagegen die Drehzahl zu niedrig, soi ist das Umgekehrte der Fall. Es wird alson
stets die Drehzahl dem richtigen Wert zustreben, bei dem sich alle Leistungen einschließlich
der etwa noch durch den Brennstoff eingeführten im Gleichgewicht befinden. Die Drehzahl
wird durch die Stellung des Regelwiderstandes 3.4 bestimmt, die sowohl vom Fuß-Gashebel
30 als auch vom Bremsfußhebel 31 über den Differentialhebel 29 beeinflußt
wird. Beim Bremsfußhebel 3 i fehlt lediglich die Beeinflussung der Brenns.tbffzüfuhr.
Werden beide Steuerknüppel 2o. und. :21 auf Bremsen gestellt und wird der Brem@sfußhebiel
wieder getreten:, so, wird das. Fahrzeug abgebTems.t, wobei der Brennkraftmotor
als Verdichter arbeitet. Ist jedoch das Fahrzeug zum Stillstand gekommen, so hört
die Rücklieferung von Bremsleistung auf, und die Drehzahl der Brenrikraftmaschinengruppe
muß abnehmen, auch wenn der Bremsfußhebel und die Steuerknüppel versehentlich stehengebdieben
sind und demnach eine höhere Bremsdrehzahl verlangen.. Die Bremsspannung nimmt daher
zu und hat einen unzulässig hohen Strom in den Fremderreger- oder Steuerwicklungen
zur Folge. Um dies zu vermeiden, empfiehlt sich ein kleiner Überstromauto, mat in
diesem Stromkreis kleiner Stromstärke. Ein. unzulässiges Anwachsen des Ankerstromes
kann durch die eintretende Sättigung der Hilfserregermaschinen 12 und 13 vermieden
werden. Man kann auch die Fremderreger- oder Steuerwicklung beim Bremsen mit einer
konstanten, über- den Steuerknüppel in ihrer Höhe einstellbaren Spannung statt mit
einer drehzahlabhängigen Differenzspannung speisen., wie es, in Fig. 3 für die linke
Antriebsgruppe dargestellt ist. In diesem Fall wird nur mit den Steuerknüppeln gebremst,
der Bremsfußhebel 3 i fällt weg. Der Strom in den Fremderreger- oder Steuerwicklungen
kann hierbei einen gewissen. Höchstwert nicht überschreiten, dagegen kann der Fahrer
bei allzu raschem Zurückführen der Steuerknüppel in die Bremslage die, Bremsdrehzahl
der Brennkraftmaschin.engruppe unzulässig hochtreihen. Doch läßt sich dies bei einigermaßen,
achtsamer Bedienung leicht vermeiden. Einte weitere Möglichkeit besteht drin:, beim
Bremsen die Fremderreger- oder Steuerwicklungen von der Ankerspannung des zugehörigen.
Generators zu speisen., die bei Stillstand zu Null wird und damit auch jede Stromüberlastung
der Steuerwicklung im Stillstand bei falscher Bedienung unmöglich macht.
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Die Beeinflussung der Felder von Fahrmotor und Generator im, entgegengesetzten
Sinn ist nicht auf die in den Fig. i bms 3 gezeigte Ausführungsform der Brückenschaltung
der unterteilten; Erregerwicklungen beschränkt. Fig. 5 zeigt eine andere Schaltung,
bei der die Erregerwicklungen nicht unterteilt sind. Die Hilfserregermaschine 12
liegt hier zwischen lern. Mittelpunkt der Batterie i i und der Verbindung der Erregerwicklungen.
6 und B. .In Fig. 6 liegt die Erregermaschine 12 parallel zur Erregerwicklung B.
Sie könnte ebenso, gut auch, zur Erregerwicklung 6 parallel Hegern. In beiden. Fällen
erhält man- die gleiche Wirkung.
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Man kann den Erfindungsgedanken grundsätzlich auch auf sogenannte
Einkreisschaltungen, wie sie für Fahrzeuge kleinerer Leistungen in Betracht kommen,
anwenden, bei denen ein Generator die beiden Fahrmotoren in Reihenschaltung speist.
Die Lenkung erfolgt hier durch Einstellung verschiedener Werte für die Fahrmotorfelder.
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Der Erfindungsgedanke ist nicht auf Kettenfahrzeuge beschränkt, er
läßt sich auch auf Schienenfahrzeuge, anwenden und sichert dort, z. B. in der sinngemäßen:
Übertragung nach Fig. 3, ohne Regler günstigsten Brennstoffverbrauch bei VeTmeid.ung
jeder unerwünschten D.rehzahldrückung. Reichliche Abmessungen für den Generator,
wie sie die Kennlirniensteuerung verlangt, werden hier nicht benötigt, Generator
und Fahrmotor können; vielmehr hoch ausgenutzt werden. Die Bedienung beschränkt
sich auf die Betätigung eines einzigen Hebels für den Fahr- und den Bremsbereich.
Der Wegfall jeder zusätzlichen Regelung im Erregerstromkreis von Generator oder
Fahrmotor zur Herstellung der
gewünschten Kennlinien ist hierbei
als besonderer Vorteil zu werten.