DE93131C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

C. RODERBOURG in HAGEN i.W.

Es ist wiederholt vorgeschlagen worden, Eisenbahnwagen oder dergleichen dadurch zu bremsen, daß man eine Laufachse mit dem Anker einer Dynamomaschine mechanisch kuppelt, so daß beim Schließen der Maschine die im Wagen aufgespeicherte Energie in elektrische Energie verwandelt wird, welche alsdann in beliebiger Weise innerhalb oder außerhalb des Wagens verwendet werden kann.

Es ergiebt sich hierbei folgender Uebelstand: Wird die Erregung der Schenkel durch die Maschine selbst bewirkt, so tritt die Bremswirkung erst ein, wenn die Maschine angegangen ist. Da außerdem die Erregung der Klemmenspannung proportional ist und diese sowohl der Erregung als auch der Ankerdrahtgeschwindigkeit, so muß mit abnehmender Geschwindigkeit des Wagens eine wachsende Abnahme der Bremswirkung eintreten, und dieselbe wird sich dementsprechend viel schneller, als dies wünschenswerth ist, einem Werth nähern, welcher praktisch Null genannt werden kann.

Um dieser Schwierigkeit vorzubeugen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Schenkelerregung vollständig unabhängig von der Ankergeschwindigkeit zu machen, indem man die Schenkelwickelungen' beispielsweise mit einer .auf dem Wagen mitgeführten Accumulatorenbatterie speiste. Durch dieses Mittel erreicht man also, daß die Bremswirkung sich proportional der Ankergeschwindigkeit verhält. Aber auch dieses Abhängigkeitsverhältnis von der Geschwindigkeit führt noch in der Praxis zu so großen Uebelständen, daß diese Art der Bremsung sich niemals wirklich eingeführt hat.

Dies wird ohne Weiteres klar, sobald man sich überlegt, daß nach diesem System die Bremswirkung anfangs bei voller Geschwindigkeit übermäßig groß gewählt werden muß, damit später, wenn die Geschwindigkeit abgenommen hat, immer, noch eine genügende Bremswirkung übrig bleibt. Offenbar werden aber alle Maschinentheile dadurch ungebührlich angestrengt werden, wenn bei voller Geschwindigkeit die Bremsung zu hoch einsetzt. Allen diesen Uebelständen zu begegnen, ist der Zweck der im Nachstehenden beschriebenen Vorrichtung, und es soll damit gleichzeitig noch ein weiterer Vortheil erzielt werden, welcher darin besteht, daß die Accumulatorenbatterie, welche zur Erregung der Schenkelwickelungen der Bremsdynamomaschine vorgesehen ist, nicht durch eine äußere Elektricitätsquelle aufgeladen werden muß, sondern die erforderliche Energie aus dem beim Bremsen selbst frei werdenden Energievorrath des Wagens entnehmen kann.

Diese Wirkungen werden folgendermaßen erreicht.

Für jede Bremsmaschine ist eine kleine Accumulatorenbatterie vorgesehen, deren Capacität nur so groß bemessen zu sein braucht, daß sie die nöthige Schenkelerregung für eine einmalige Bremsung herzugeben im Stande ist. Sollen etwa auf einem Wagenzuge gleichzeitig mehrere Bremsmaschinen verwendet werden, so können natürlich die verschiedenen erforderlichen Accumulatorenbatterien in eine einzige entsprechend größer bemessene Batterie zusammengezogen werden. Jede Bremsung wird nun der Zeit nach in drei Abschnitte eingetheilt. In dem ersten Abschnitt werden Schenkel und

(2. Auflage, ausgegeben am /7. Mai igog.)

Anker der Bremsmaschine neben einander an die Batterie angeschaltet. Die Klemmenspannung der Batterie ist so bemessen, daß bei der größten vorkommenden Wagengeschwindigkeit nur ein verhältnißmäßig kleiner Ankerstrom und demgemäß' nur eine verhältnißmäßig kleine Bremswirkung zu Stande kommen wird. Die Energie, welche die Bremsmaschine während dieses ersten Bremsungsabschnittes in elektrische Energie verwandelt, wird also dazu verwendet, die Batterie aufzuladen, und dies Erforderniß giebt gleichzeitig die Bedingungen für die Abmessung der Differenz zwischen der Klemmenspannung der Batterie und der Klemmenspannung des Ankers während dieses ersten Abschnittes.

Mit abnehmender Geschwindigkeit nimmt der Ladestrom schnell ab und erreicht sehr bald eine Größe, bei der die durch ihn ausgeübte Bremswirkung praktisch verschwindet. Bevor dieser Zeitpunkt erreicht ist, wird durch eine Umschaltung der zweite Bremsungsabschnitt eingeleitet, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß während desselben die Schenkel an die Batterie angeschlossen bleiben, der Anker aber auf einen entsprechend abgemessenen Widerstand arbeitet.

Mit abnehmbarer Geschwindigkeit tritt wieder eine schnelle Abnahme der Bremswirkung ein, und es wird alsdann der dritte Bremsungsabschnitt derart eingeleitet, daß ohne Veränderung der übrigen Schaltung der Anker kurz geschlossen wird.

Auf der einen Laufachse des Wagens W (Fig. i) ist der Anker A der Bremsmaschine D aufgekeilt. Derselbe steht durch die Bürsten A₁ und A₂ mit der Schaltvorrichtung in Verbindung. Die Schenkelwickelung steht ihrerseits durch die Zuleitungsdrähte S₁ und S₂ mit der Schaltvorrichtung in Verbindung. Unter dem Wagen ist an passender Stelle die Batterie B angebracht, welche vermittelst der Klemmen B₁ und B₂ ihrerseits mit der Schaltvorrichtung in Verbindung gebracht ist. Die Schaltvorrichtung besteht aus je 12 feststehenden Contacten auf jeder Seite des Wagens und entsprechend beweglichen Contacttafeln oder Contactwalzen K K₁, welche ihrerseits mit geeigneten Hebeln mechanisch verbunden sind, die sich auf dem Führerstande befinden. Zur Bedienung dieser Hebel ist aus bekannten Betriebsrücksichten nur ein Handgriff vorgesehen, welcher stets auf denjenigen Hebel aufgesetzt wird, welcher sich je nach der Fahrtrichtung des Wagens vorn befindet. Durch Verfolgung der Schaltung wird die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ohne Weiteres klar. Auf der Zeichnung ist angenommen, daß der linke Hebel in Thätigkeit gesetzt werden soll. Sobald derselbe nach rechts gedreht wird, werden die sämmtlichen Contacte 1 bis 8 paarweise unter einander kurz verbunden und der erste Bremsungsabschnitt ist eingeleitet, indem Schenkel- und Ankerwickelungen neben einander an die Klemmen der Batterie angeschlossen sind.

Der Schenkelstrom tritt bei S₁ aus der Schenkelwickelung aus, durchläuft die Leitung s¹ zum Contactpaar 1, 2 weiter durch die Leitung b¹ zur Batterieklemme B₁, tritt bei B₂ aus der Batterie aus, durchfließt die Leitung b₂, das Contactpaar 3, 4, die Leitung S₂ und gelangt so zu der Klemme S₂, wo er wieder in die Schenkel Wickelung eintritt.

Der Ankerstrom tritt bei. der Bürste A₁ aus dem Anker aus, durchläuft die Leitung Ci₁, vorbei an den Contacten 12 und 10 zu dem Contactpaar 5, 6, zu dem Contact 2, durch Leitung b_x zur Klemme B₁ der Batterie, tritt bei B₂ aus derselben aus, durchläuft die Leitung b₂, das Contactpaar 7, 8 und kehrt endlich durch Leitung a₂ zurück zur Bürste A₂.

Wird die Bewegung des Hebels fortgesetzt, so verlassen die beweglichen Contactstücke III und IV die festen Contactpaare 5, 6 und 7, 8, und es werden dafür die Contacte 9 und 10 mit einander kurz verbunden. Damit ist der zweite Abschnitt der Bremsung eingeleitet. Die Schenkel bleiben von der Batterie erregt und der Anker arbeitet auf den Widerstand w. Der Stromlauf ist nach dem Gesagten aus dem Schema ohne Weiteres verständlich.

Bei weiterer Bewegung des Hebels nach rechts geht der bewegliche Contact III auf das feststehende Contactpaar 11, 12 über und leitet somit den dritten Abschnitt ein, bei welchem der Anker kurz geschlossen ist.

Für die entgegengesetzte Fahrtrichtung ist auf der Zeichnung der Anschaulichkeit halber eine zweite Schaltvorrichtung vorgesehen, weil bei entgegengesetztem Sinn der Ankerdrehung auch der Ankerstrom umgekehrt sein muß.

Die Darstellung der beweglichen Contactsysteme K und K₁ ist als eine lediglich schematische, nicht als eine constructive anzusehen. Für die bauliche Ausführung derselben muß die Möglichkeit berücksichtigt werden, die Bremshebel in die Anfangslage zurückzuführen,, ohne die Batterie dabei einzuschalten.

Der Verlauf der Bremswirkung ist in Fig. 2 graphisch dargestellt.

Die Abscissenachse bedeutet die Zeit, die Ordinaten die Größe des Ankerstromes oder des Bremswiderstandes. Der Bremswiderstand überschreitet niemals eine bestimmte, durch die Abmessung der Batterie und der Maschine vorher festgesetzte Größe und unterschreitet erst am Ende der Bremsung eine durch die Dauer der beiden ersten Abschnitte ebenfalls bestimmte Größe. Der erste Abschnitt ist durch das Curvenstück α b dargestellt, der zweite Abschnitt durch das Curvenstück c d, der dritte Abschnitt durch das Curvenstück e f. Bei f nähert sich

der Bremswiderstand asymptotisch dem Werthe Null. Die Curve zeigt, daß diese Einrichtung eine viel bessere Annäherung an die Erzeugung einer gleichmäßigen Bremswirkung ergiebt, als dies nach den bisher vorgeschlagenen Anordnungen möglich war, und zugleich ergiebt sich aus dem Gesagten, daß die erforderliche Aufladung der Batterie stets während der ersten Bremsperiode bei geeigneter Wahl der Abmessungen aus der Energie des Wagens selbst geschöpft werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektrische Bremsvorrichtung, welche mit einer mit der Welle, die gebremst werden soll, gekuppelten dynamoelektrischen Maschine und einer Accumulatorenbatterie arbeitet, gekennzeichnet durch die Zerlegung des Bremsvorganges in drei Theile derart, daß durch eine Schaltvorrichtung beim Beginn der Bremsung Anker und Magnetfeld der Maschine neben einander an die Batterie angeschlossen werden, beim Fortgang der Bremsung der Anker durch einen Widerstand und beim Schluß der Bremsung in sich selbst kurz geschlossen wird, indem die Schenkel während der beiden letzteren Stadien durch die Batterie erregt bleiben, zum Zweck, die Bremswirkung während der ganzen Dauer der Bremsung möglichst gleichmäßig zu gestalten und die verfügbare Energie zum Aufladen der Batterie zu verwenden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.