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Elektrisches Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Triebwagen.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Übersetzungsgetriebe, insbesondere für Triebwagen, u. zw. jener Art, bei welcher die Geschwindigkeitsregelung des aus dem Verbrennungsmotor, dem elektrischen Generator und dem Elektromotor bestehenden Maschinensatzes durch Änderung der Erregung der Hilfsregelvorrichtung des elektrischen Systems dieser Einrichtung erfolgt.
Zweck dieser Anordnung für den Antrieb des Fahrzeuges sowohl mittels Verbrennungsmotors als auch mittels Elektromotors ist, die auf die Triebwelle einwirkenden Eingriffmomente so aufzuteilen, dass der Verbrennungsmotor zu Beginn des Anlaufens der Maschine, also beim Überwinden der hohen Anfangsmomente und Reibungswiderstände, oder auch jederzeit bei plötzlich eintretendem Belastungsanstieg, nicht überlastet wird, dass vielmehr seine Leistung zur Erhöhung der Beschleunigung
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den erwähnten Fällen nicht nur vom Verbrennungsmotor durch die Reaktion des Generatorankers, sondern zugleich auch vom Elektromotor angetrieben.
Zweck der Erfindung ist die Vereinfachung der Anordnung, u. zw. derart, dass die Regelung selbsttätig und mit Hilfsmitteln erfolgt, welche normalerweise zur Verfügung stehen, ohne besondere Aufsicht des Fahrzeuglenkers und ohne Gefahr, dass beim Steuern der Maschine durch den Lenker Fehler dadurch entstehen, dass im Falle des Ausfallens bzw. Stillsetzen eines Teiles dieses Aggregates durch Heisslaufen der Lager oder aus anderen Gründen dieser Teil von den übrigen noch weiter laufenden Teilen in Bewegung erhalten wird, wodurch unter Umständen die ganze Maschine zerstört werden könnte. Ferner soll die Tätigkeit des Generators nicht nur auf das Anlaufen der Maschine und auf die Bergfahrt, sondern auch auf die Normalfahrt erstreckt werden, um seine Ausnützung für verschiedene Zwecke zu ermöglichen.
Die geforderte Wirkung wird bei elektrischen Übersetzungsgetrieben für Antrieb mit Verbrennungsmotor, bei welchen in den durch den Fahrzeugführer gleichzeitig mit der Betätigung des
Gashebels gesteuerten Stromkreis in bekannter Weise ein diesen Stromkreis selbsttätig beeinflussender Schalter eingeschaltet ist, erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass die selbsttätige Steuerung nach vorangehendem Wirksamwerden eines Fliehkraftschalters bei Überschreitung der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors wirksam wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ferner an dem selbsttätigen Schalter eine Spule, die den Rückwärtsgang des Fahrschalters zur Einstellung eines grösseren Übersetzungsverhältnisses oder der Voranlassstellung in den Endlagen des Gashebels steuert, über an demselben befindliche Kontakte erregt, während eine zweite Spule über ein beim Überschreiten der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors vom Fliehkraftschalter geschlossenes Kontaktpaar auch bei geschlossenem Stromkreis der Spule in der Endlage des Gashebels mit Strom versorgt wird und die Umschaltung eines Hilfsmotors veranlasst.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Hebel P vier verschiedene Grundstellungen nacheinander einnehmen. In der Grundstellung 0 ist das Gas völlig abgedrosselt und der Steuerstrom- kreis zum Hauptsehalter Stl des Generator-und Motorstromkreises unterbrochen. Dieser Hebel kann aus dieser Grundstellung entweder im Uhrzeigersinne in die Stellung Mp für grösste Gasmenge, oder noch weiter in die Stellung Kl zum Einschalten der elektrischen Übersetzung, oder aber aus der Nulllage im Gegenzeigersinne in die Stellung K zum Einschalten des Fahrschalters zurückgedreht werden.
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Beim Inbewegungsetzen des Wagens und Herausdrehen des Hebels P aus seiner Lage 0 wird über die Kontakte 9 und 10 und die Segmente 12 und 1. 3 ein Hilfsstrom für den Hauptschalter St2 eingeschaltet, wodurch sich nachstehender Stromkreis ergibt : Minuspol der Batterie-Blockierungs- schalter BS-9-13-12-10-BS-St1-Pluspol der Batterie. Durch den erwähnten Hilfsstrom wird der Hauptstromkreis des Generators G an den Motor M angelegt, wobei sich nachstehender Stromkreis ergibt : Kollektor des Generators G-Schleifring 1-St1-Kollektor des Motors M-Polspule-Schleif- ring 4-Polspule des Generators G-Kollektor des Generators G.
Bei weiterer Drehung des Hebels P im Uhrzeigersinne in Richtung gegen die Hebellage Mp wird dem Verbrennungsmotor V mehr Gas zugeführt, wobei für die Maschinen G und M der obige Stromkreis erhalten bleibt. Durch diese Schaltung ist für die elektrische Übersetzung das grösste Verhältnis gegeben, da gleichzeitig mittels des Fahrschalters KT, der sich bei Fahrbereitschaft in der Lage 0 befindet, über die Kontaktsegmente 19, 20
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und Stg schliessen die Hauptmas : nete des Generators G kurz.
Der weitere Betrieb des Wagens erfolgt selbsttätig dadurch, dass der Verbrennungsmotor nach dem Anlassen entlastet wird und sein Fliehkraftregler Rg zur Wirkung kommt. Der Fliehkraftregler schliesst die Kontakte 14, setzt unter Bildung des Stromkreises Pluspol-M-C*-BS-Minuspol die Magnetspule C2 unter Strom. Diese zieht daher ihren Kern an ; damit ergibt sieh am Umschalter PS für den Hilfsmotor SM folgender Stromkreis: Pluspol-Magnetspule des Hilfsmotors KM-PSe- PSe-Anker SM-PSd-Psf-KT36-KT19-BS-Minnspol, da dessen zusammenarbeitende be-
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der zugehörigen Kontakte untereinander und mit den festen Kontakten e bzw./ermöglichen. Die Schiene ? des Fahrschalters ist über den Blockierungsschalter BS an den Minuspol der Batterie angeschlossen.
Der Blockierungsschalter BS ermöglicht die Herstellung der strichliert eingezeichneten Verbindungen und damit die Blockierung jedweder Schaltmöglichkeiten am Hebel P. Der Fahrschalter KT verschiebt unter Antrieb des Hilfsmotors SM, solange die Drehzahl des Verbrennungsmotors V nicht unter die normale Drehzahl sinkt, je nach der Beschleunigung des Wagens die Kontakte stufenweise entlang der Kontaktstellen 20-25 zweck ; ; Vergrösserung des Shuntwiderstandes Sh für das Generatorfeld durch die aufeinanderfolgende Betätigung der Schalter St4-St7. Beim Auflaufen auf die Kontaktstelle 26 des Fahrschalters KT werden die Shuntwiderstände Sh mittels des Segmentes Shm durch Schliessen des Schalters Stm und der Schalter St3-St7 auf den Antrieb, motor umgeschaltet.
In dem
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von KT27 an st25 wird die elektrische Lamellenkupplung L stromgeschlossen, wobei der Strom folgenden Weg nimmt: Minuspol-St15-Schleifrign 5-Magnetspule L1-Schleifring 2-St6-Pluspol. Druch die Lamellenkupplung wird die G ? neratorwelle und damit die Antriebswelle von H mit der Welle H1 elastisch verbunden, wobei der elektrische Teil ausser Betrieb gesetzt ist, da der Antrieb motor M mit einem Freilauf versehen ist. In den Endlagen des Fahrschalters KT wird durch die Schienen 16
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der Kupplung eine möglichst kleine Relativgeschwindigketi zwischen dem umlaufenden Magnetkörper und dem Anker des Generators erreicht.
Für den Fall, dass das Fahrzeug an eine steile Strassenstelle kommt, zu deren Bewältigung die Leistung des Verbrennungsmotors bei unmittelbarem Antrieb nicht ausreichen und seine Leistung mit der abfallenden Drehzahl abnehmen würde, kann der Wagenlenker durch Drehen des Gashebels P über die Hebellage MP die elektrische Übersetzung einschalten. Sobald der Hebel P die Lage K1 erreicht, ist die Höchstzufuhr an Gas erzielt. Gleichzeitig wird über Minuspol-BS-9-13-11-C1Pluspol der Hilfsstromkreis an die Spule C1 des Umschalters PS angeschlossen, welche den HilfEmotor SM umsteuert. Nach der Umschaltung des Hilfsmotors ergibt sich folgender Stromverlauf :
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pol.
Die je auf einer isolierenden Traverse angeordneten Kontakte a, b und die Doppelkontakte c, d des Sehalters PB sind beweglich und haben biegsame Zuleitungen, welche es ermöglichen, bei Schaltung der Spule C1 die Verbindung a-c und b-d bzw. bei Schaltung der Spule C die Verbindung c-e und d-f herzustellen. Auf diese Weise wird eine Umschaltung des Hilfsmotors SM bewirkt.
Der Hilfsmotor stellt denFahrschalterjKTentsprechend dergewünschten elektrischen Übersetzung so lange zurück, bis der Verbrennungsmotor V seine normale Drehzahl erreicht, der Fliehkraftregler Rg den Kontakt 14 schliesst und der Umschalter PS mittels der Spule C2 über Pluspol-Fliehkraft- schalter 14- C2-BS-Minuspol infolge des in die Lage Xi verschobenen Hebels P die Stromrichtung auch bei geschlossener Spule Ci umschaltet, da die Doppelkontakte c-d des Umschalters PS bei
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Schaltung der Spule O2 nach abwärts gezogen werden.
Solange der Gashebel P aus dem Bereich zwischen den Lagen MP-i nicht in die Grenzlage MP gedreht wird, stellt sich das Verhältnis der elektrischen
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des ganzen Aggregates über den Steuerschalter St und die Shuntwiderstände Sh selbsttätig ein.
Der Gashebel P bildet mit seinen mittels der Kontaktsegmente 12, 13 angeschlossenen Stromkreisen, mit dem Umschalter PS, dem Geschwindigkeitsregler und dem Steuerkontakt 14 eine voll-
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Wagenlenker kann jedoch jederzeit mittels des Gashebels P in diese selbsttätige Steuerung des Wagens dadurch eingreifen, dass er diesen Hebel aus der O-Lage im Gegenzeigersinne in die Lage K dreht, wodurch sich die elektrische Übersetzung mittels des Fahrschalters KT selbsttätig auf das Bestverhältnis für den neuen Start einstellt.
Im Drehbereich 0-Mp des Hebels P kann selbst bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten mit unmittelbar an die Welle H, gekuppeltem Verbrennungsmotor V gefahren werden, soferne zwecks Erreichung des besten Wirkungsgrades des Antriebsaggregates das Drehmoment des Motors nicht voll ausgenützt sein sollte. Im Bereiche Mp-jK'i wird eine selbsttätige elektrische Übersetzung bei Vollgas für grosse Beschleunigung erzielt. In diesem Bsreich Mp-Ki werden mit Hilfe des Umschalters PS die Stromkreise für den Hilfsmotor SM des Fahrschalters KT geschlossen.
Der Fahrschalter KT stellt sich unter Einfluss des Hilfsmotors bei Steuerung des Kontaktes 14 mittels des Reglers Rg selbsttätig auf das beste Übersetzungsverhältnis ein.
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heiten vorgesehen, welche ein mechanisches Schliessen der diesen Einheiten zugeordneten Lamellenkupplungen verhindert, falls eine dieser Einheiten infolge einer Störung aussetzen sollte.
Zu diesem Zwecke wird als Stromquelle eine Lichtdynamo A, welche vom Verbrennungsmotor V unmittelbar angetrieben wird und ein zwischengeschaltetes Relais B zur Erregung des Schalters St, im Stromkreis d der Lamellenkupplung L des Systems Generator G-Motor M verwendet. Bei der dargestellten Anordnung ist der angetriebene Teil des Generators G, u. zw. der Läufer, unmittelbar mit dem Verbrennungsmotor V gekuppelt, während der Ständer des Generators drehbar gelagert und mit der Bremstrommel Br zusammengebaut ist. An der Stirnseite der Bremstrommel ist die vorerwähnte Lamellenkupplung Li vorgesehen, welche die unmittelbare Verbindung des Ständers mit der Kardanbzw.
Triebwelle N1 herstellt und deren Stromkreis d von der Stellung des Schalters Sus der Sicherungsvorrichtung B abhängig ist. Diese Verbindung bleibt auch bei Leerlauf des Verbrennungsmotors V aufrecht dadurch, dass sich die Dynamo A mitdreht, das Relais B erregt und damit den Schalter < S und Kontakt St15 sehliesst. Auch die Läuferwelle des Generators G ist mit einer elektrischen Lamellenkupplung L für direkte mechanische Verbindung des Verbrennungsmotors V mit der Triebwelle Hl versehen.
Um bei unmittelbarem Antrieb der Triebwelle ssi durch den Verbrennungsmotor V eine elektrische Stromquelle zu erhalten, wird der Ständer des Generators G mittels des Bremsbandes Bp abgebremst. Hindurch wird der Generator zu einer normalen Stromquelle. Der in ihm erzeugte Strom kann für Heizzwecke oder zum Antrieb des Motors eines Anhängewagens zwecks Vergrösserung des Raddruckes der Zugsgarnitur verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrisches Übersetzungsgetriebe für Antriebe mit Verbrennungsmotor, insbesondere für Triebwagen, bei denen in den durch den Fahrzeugführer geleichzeitig mit der Betätigung des Gashebels gesteuerten Stromkreis ein diesen Stromkreis selbsttätig beeinflussender Schalter eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsttätige Steuerung nach vorangehendem Wirksamwerden eines Fliehkraftschalters (Rg) bei Überschreitung der normalen Drehzahl des Verbrennungsmotors (V) wirksam wird.