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Fahrzeugausrüstung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf Ausrüstungen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, die beim Fahrbetrieb
durch ein Widerstandsschaltwerk, insbesondere ein selbsttätiges Schaltwerk, angelassen
und geregelt werden. In vielen Fällen ist es erwünscht, bei derartigen Ausrüstungen
für elektrisch angetriebene Fahrzeuge auch mit einer elektrischen Bremsung zu arbeiten.
Es ist an sich naheliegend, für die Abbremsung die bekannte Kurzschlußbremsschaltung
anzuwenden. Indessen ergibt sich hierbei eine verhältnismäßig ungünstige Ausbildung
der gesamten Steuereinrichtung, weil infolge der Kennlinie der Kurzsehlußbremsschaltung
auch beim Bremsbetrieb eine vielstufige Regelung erforderlich ist und unter Umständen,
z. B. bei Oberleitungsomnibussen, zusätzliche Mittel zur Begrenzung der Bremskraft
angewendet werden müssen.
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Nach der Erfindung kann bei einer Fahrzeugausrüstung für elektrisch
angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Oberleitungsomnibusse, bei der zur Herbeiführung
einer Bremsung ohne Rücksicht auf die Stellung des Fahrsehaltwerkes und die gegebenenfalls
vorhandene Gruppierung der mit einer Reihenschlußerregung versehenen Fahrmotoren
eine fremderregte Widerstandsbremsschaltung mit
vom Ankerstrom abhängiger
Erregung der Fahrmotoren vorgesehen ist, dadurch eine wesentliche Verbesserung erreicht
werden, daß der für Hilfsstromkreise, insbesondere die Beleuchtungsanlage, bestimmte
Generator zur Fremderregung der Reihenschlußfeldwicklungen herangezogen wird. Dabei
wird weiter die Schaltung derart geändert, daß der Generator beim Bremsbetrieb eine
steifere Kennlinie erhält als beim Ladebetrieb.
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Mit besonderem Vorteil kann die Lichtmaschine beim Anschluß an die
Reihenschlußerregerwicklung der Fahrmotoren während des Bremsvorganges selbsttätig
von der Sammlerbatterie abgeschaltet werden.
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Sehr zweckmäßig ist die Anwendung des Erfindungsgedankens bei Oberleitungsomnibussen,
deren Antriebsmotor mit einem Doppelkollektor ausgeführt ist. Die Lichtmaschine
kann dann mit den beiden auf einem Magnetgestell sitzenden Feldwicklungsteilen in
Reihe geschaltet werden, wobei dann zu diesen Teilen ein Verbundwiderstand parallel
geschaltet wird, der zugleich dem Bremsstromkreis angehört, der seinerseits die
miteinander in Reihe geschalteten Ankerwicklungszweige enthält.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines in den Fig. i
und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden, das sich auf eine Oberleitungsomnibussteuerung
bezieht.
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IQ und IIa, sind in Fig. i die beiden Ankerwicklungen eines Doppelkollektormotors.
If und IIf sind die zugehörigen Feldwicklungen, die auf den Schenkeln des gemeinsamen
Magnetgestells sitzen. Die beiden Fahrmotoren I und II können von den beiden Fahrdrähten
+f und - f über nicht näher bezeichnete Stromabnehmer gespeist werden. Zwischen
den Fahrdrähten und den Fahrmotoren sind in den Stromzuleitungen die Hauptschütze
L1 und L2 angeordnet. Zum Anlasisen und Regeln der Fahrmotoren ist ein selbsttätiges
Widerstandsregelschaltw erk vorhanden. Dieses Schaltwerk weist die beiden Widerstandsgruppen
W und R, ferner eine Anzahl von Widerstands- bzw. Gruppierungsschützen i bis 16
auf. Durch die erwähnten Schütze, die in Abhängigkeit von der Bewegung des selbsttätigen
Schaltwerks gesteuert werden, kann in üblicher Weise ein Anlassen und Regeln der
Fahrmotoren in Reihenparallelschaltung erzielt werden, wobei in den einzelnen Gruppierungen
jedesma.l eine Widerstandsregelung stattfindet. Das Schaltwerk ermöglicht gleichzeitig
eine unterbrechungsfreie Umschaltung der Fahrmotoren von Reihenschaltung auf Parallelschaltung.
Von einer näheren Erläuterung der Arbeitsweise des. Schaltwerkes beim Fahrbetrieb
kann abgesehen werden, weil diese nicht Gegenstand der Erfindung ist. Ebenso ist
zur Vereinfachung davon abgesehen, die Steuerung des selbsttätigen Schaltwerkes
näher zu behandeln.
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Für die Beleuchtung des Fahrzeuges ist eine Lichtmaschine L vorgesehen,
die von einer der Achsen des Fahrzeuges bzw. von der Welle des Fahrmotors entsprechend
der vorhandenen Fahrgeschwindigkeit angetrieben wird. Die Spannung dieser Lichtmaschine
L wird durch einen Schnellregler y beeinflußt, welcher in an sich bekannter Weise
den Erregerstrom der Lichtmaschine L so steuert, daß sich in einem weiten Geschwindigkeitsbereich
eine bestimmte Kennlinie der Lichtmaschine ohne Rücksicht auf die Drehzahl des Fahrmotors
bzw. die Fahrgeschwindigkeit ergibt. Der Schnellregler y, der beispielsweise nach
dem Tirrill-Prinzip arbeitet, weist eine Spannungsspule v und eine Stromspule s
auf. Die Stromspule veranlaßt, daß die Lichtmaschine L eine mit zunehmendem Strom
abfallende Spannung liefert. Die Lichtmaschine L arbeitet, wie bereits erwähnt,
mit einer Sammlerbatterie B parallel. An diese sind die Beleuchtungsstromkreise
des Fahrzeuges sowie sonstige Ililfsstromkreise für Signalanlagen, Scheibenwischer
u. dgl. angeschlossen. Zwischen der Lichtmaschine L und der Sammlerbatterie B liegt
noch ein Ladeautomat A. Der Ladeautomat weist eine nicht näher bezeichnete Spannungspule
auf, die bei einer bestimmten Spannung der Lichtmaschine den Hauptstromkontakt des
Ladeautomaten schließt, so daß eine Ladung der Sammlerbatterie möglich ist. Außerdem
ist bei dem Ladeautomaten noch eine ebenfalls nicht näher bezeichnete Rückstromspule
vorgesehen, die dann, wenn die Spannung der Lichtmaschine zu klein ist und ein Rückstrom
aus der Sammlerbatterie auftreten würde, den Ladeautomaten ausschaltet und die Lichtmaschine
L von der Sammlerbatterie B abtrennt.
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Soll nun eine Abbremsung des Fahrzeuges, welches beim Fahrbetrieb
in der üblichen Weise durch das Schaltwerk geregelt wird, herbeigeführt werden,
so wird zunächst durch den Bremswender die Fahrschaltung aufgehoben. Hierbei werden
die Hauptschütze L1 und L2 auf mechanischem Wege vom Bremswender ausgeschaltet;
ferner werden die Gruppierungsschütze i2 bis 16 ausgeschaltet. Nunmehr kann ohne
Rücksicht auf die Stellung, in der sich das Schaltwerk gerade befindet, die Bremsschaltung
hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird der Anker der Lichtmaschine L durch die
von dem Bremswender betätigten Schütze 17 und 18 an die freiliegenden Enden
der beiden Feldwicklungsteile I, und IIf des Doppelkollektormotors angeschlossen.
Ferner wird durch Schließen des Schützes 2o über die Leitung ü der Erregerstromkreis
geschlossen, der die Feldwicklungen If und IIf enthält. In dem Erregerstromkreis
bzw. im Zuge der Leitung ü liegen die Compoundierungswiderstände Ws, W4 und W.,
die mittels der Schütze 2 t und 22 teilweise kurzgeschlossen werden können. Schließlich
wird durch das Schütz i9, das ebenfalls durch den Bremswender betätigt wird, der
Bremsstromkreis der Ankerwicklungen I Q und II a über den Bremswiderstand W2 geschlossen.
Es ergeben sich nunmehr die beiden folgenden Stromkreise: i. als. Ankerstromkreis:
Ankerwicklung IQ, Schütz i9, Bremswiderstand W2, Ankerwicklung IIa, Schütz 2o, Leitung
i%, Compoundierungswiderstände W5, W4 und W3, Ankerwicklung IQ. 2. als Erregerstromkreis:
Anker der Lichtmaschine L,
Kontakte des Druckschalters D, Schütz
18, Feldwicklung II f, Schütz 2o, Leitung ü, Compoundierungswiderstände W3, W4 und
W5, FeldwicklungsteilIf, Schütz i7, Anker der Lichtmaschine L. Man erkennt ohne
weiteres, daß der in Reihenschaltung die Feldwicklungsteile des Fahrmotors aufweisende
Erregerstromkreis mittels der Compoundierungswiderstände W3, W4 und W5 mit dem Ankerstromkreis
gekoppelt ist, in dem ebenfalls die beiden Ankerwicklungen IQ und IIu miteinander
in Reihe geschaltet sind. Bei der angegebenen Bremsschaltung ergibt sich eine Selbstregelung
des Bremsmomentes der Fahrmotoranker, welches über einen weiten Drehzahlbereich
konstant bleibt. Das Bremsmoment ist dabei unter allen Umständen auf bestimmte Werte
begrenzt, so daß Schäden in dem Getriebe (Kardanwelle) nicht auftreten können. Durch
die Schütze 2 1 und 22 kann die Stärke des Bremsmomentes nach Willkür eingestellt
werden, je nachdem ob eine stärkere oder weniger starke Bremsung erwünscht ist.
Eine eigentliche Stufenregelung während des Bremsvorganges selbst ist jedoch nicht
erforderlich. Wahlweise wird an Stelle der regelbaren Compoundierungswiderstände
W3, W4 und WS ein fester Widerstand vorgesehen. Die Regelung erfolgt dann durch
einen regelbaren Widerstand im Erregerstromkreis selbst oder durch Beeinflussung
des Lichtmaschinenschnellreglers y.
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Vorteilhafterweise wird die Lichtmaschine L, wenn sie auf die Feldwicklungsteile
I f und II f des Fahrmotors geschaltet wird, um eine Fremderregung zu erzielen,
unter bestimmten Bedingungen von der Sammlerbatterie abgeschaltet. Dies geschieht
gemäß der weiteren Erfindung vorzugsweise, um eine stärkere Beeinträchtigung der
Lichtstromkreise durch die Einschaltung der Fremderregung der Fahrmotoren zu vermeiden.
Würde die Sammlerbatterie bei Einschaltung der Fremderregung nicht abgeschaltet
werden, so könnte sich infolge des hohen Fremderregerstromes ergeben, daß ein Teil
des Fremderregerstromes der Sammlerbatterie entnommen werden muß. Der hierbei in
der letzteren auftretende große Spannungsabfall müßte eine empfindliche Beeinflussung
der Beleuchtungsstromkreise zur Folge haben. Wird nun bei Einschaltung der Fremderregung
der Batteriestromkreis von der Lichtmaschine abgeschaltet, so ergibt sich, daß bei
Einschaltung der Fremderregung die Beleuchtungsstromkreise nicht gestört werden
können, weil die Sammlerbatterie in der Lage ist, eine ausreichende Spannung zu
liefern, die bei Abschaltung der zur Ladung dienenden Lichtmaschine sich nur unwesentlich
ändert. Vorteilhafterweise kann die Schaltung derart getroffen werden, daß bei Einschaltung
der Fremderregung sofort durch den Ladeautomaten A die Batterie
B
selbsttätig von dem Anker der Lichtmaschine I_ abgeschaltet wird. Diese
Wirkung wird dabei durch den Rückstrom in der Stromspule des Ladeautomaten A ausgeübt,
der sich bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen Anschluß des Fremderregerstromkreises
unmittelbar an den Anker der Lichtmaschine L dadurch ergibt, daß der der
Batterie B
entnommene Strom gleiche Richtung aufweist wie der Rückstrom, der
sich beim Sinken der Lichtmaschinenspannung unter die Batteriespannung ergibt. Die
Abschaltung der Batterie B kann auch durch den Bremswender erfolgen.
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Eine wirksame Verbesserung der Schaltung in anderer Beziehung wird
noch dadurch erreicht, daß beim Anschluß des Fremderregerstromkreises an den Anker
der Lichtmaschine L die Stromspule s des Schnellreglers r nicht in den von der Sammlerbatterie
B gespeisten Erregerstromkreis eingeschaltet wird. Hierdurch wird erzielt, daß beim
Bremsbetrieb die Lichtmaschine L eine wesentlich steifere Spannungskennlinie erhält,
als beim Ladebetrieb der Batterie vorhanden ist. Durch die infolgedessen eintretende
Spannungserhöhung ergibt sich der für den Bremsbetrieb wesentliche Vorteil, daß
ein Abfall der Spannung der Lichtmaschine L und damit des Erregerstromes erst bei
sehr kleinen Fahrgeschwindigkeiten eintritt. Man kann infolgedessen bis auf niedrigere
Geschwindigkeiten herunter eine äußerst wirksame Abbremsung erzielen. Bei Beibehaltung
der für Ladezwecke vorgesehenen Maschinenkennlinie bzw. Schnellreglerkennlinie wäre
dies unmöglich.
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Weiter kann gemäß der Erfindung gegebenenfalls auch zusätzlich die
angestrebte Erweiterung des Bremsbereiches dadurch erreicht werden, daß von vornherein
der Lichtmaschine L bzw. dem Schnellregler r eine steifere Kennlinie gegeben wird
und vor die Sammlerbatterie ein Ladewiderstand W1 eingeschaltet wird. Dieser Ladewiderstand
W1 ermöglicht dann trotz der Anwendung einer verhältnismäßig steifen Kennlinie der
Lichtmaschine I. einen befriedigenden Ladebetrieb, wobei durch den Ladewiderstand
W1 bei größeren Strömen die Ladespannung, die an der Batterie liegt, herabgesetzt
wird.
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In dem Fremderregerstromkreis der Fahrmotoren ist noch der bereits
erwähnte Druckschalter D eingeschaltet. Dieser Druckschalter D
dient
dazu, in Abhängigkeit von der Betätigung der Druckluftbreinse die Fremderregung
beim Bremsbetrieb auszuschalten und damit die elektrische Bremsung zu verhindern.
wenn die Druckluftbremse eingeschaltet ist. Hierdurch wird mit Sicherheit eine Überbremsung
vermieden und ein stoßloser Übergang von der elektrischen Bremse auf die Druckluftbrem:se
gewährleistet.
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In Fig.2 ist noch eine Schalttabelle wiedergegeben, aus der ersichtlich
ist, in welcher Weise beim Fahr- bzw. Bremsbetrieb die einzelnen Schütze gesteuert
werden.
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Einzelheiten der beschriebenen Steuerung können selbstverständlich
abgeändert werden. Beispielsweise kann mittels des Bremswenders beim Bremsbetrieb
eine Änderung der Kennlinie der Lichtmaschine herbeigeführt werden, um beim Bremsbetrieb
bei möglichst niedriger Drehzahl der Fahrmotoren bzw. Geschwindigkeiten des Fahrzeuges
noch eine ausreichende Fremderregung und damit Bremsung zu erreichen. Die Erfindung
kann auch
bei Steuerungen mit einem von Hand oder Fuß betätigten
Schaltwerk mit Vorteil verwendet werden.