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Einrichtung zum Bremsen elektrisch betriebener Fahrzeuge, bei denen
zwischen Energiequelle und Fahrzeugmotoren eine Metadyne geschaltet ist Die Erfindung
bezieht sich auf elektrisch betriebene Fahrzeuge, deren Motoren über einen Umformer
nach dem Metadynesystem gespeist werden.
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Eine derartige Metadyneeinrichtung kann, wie bekannt, über eine Fahrdrahtleitung
oder von Akkumulatoren gespeist werden, wobei die Metadyne dann entweder als Umformer
arbeitet, der vom Netz aus gespeist wird, oder, wenn das Fahrzeug eine Primärmaschine,
z. B. eine Dieselmaschine, aufweist, als Metadynegenerator, oder den Strom, für
die Motoren erzeugt. Eine besondere Eigenschaft der Metadynen ist, daß sie leicht
und einfach zur Nutz- und Widerstandsbremsung benutzt werden können, wobei die elektrische
Bremsung zum vollständigen Stillsetzen des Fahrzeuges benutzt werden kann, wodurch
mechanisch-, Bremsen 'am allgemeinen überflüssig sind.
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Wenn aus irgendeinem Grunde das Netz ausfällt, z. B.. dadurch, daß
der Stromabnehmer abspringt oder. der Netzschalter abschaltet, so ist eine Nutzbremsung
unmöglich. Die Bremsung hört auf und gefährdet somit das Fahrzeug. Bei Dieselfahrzeugen,
mit einem Metadynegenerator ist eine Energieruckgewinnung kaum möglich, da der Dieselmotor
nur für einen. Bruchteil seiner Nennleistung als Kompressor benutzt werden kann.
Eine Nutzbremsung ist auch bei den bekannten Bremsschaltungen, die mit normalen
Gleichstronrnaschinen der üblichen Bauart arbeiten, nicht möglich; wenn nie Netzverbindung
unterbrochen ist. Man hat daher, um für diesen Fall eine Bremswirkung überhaupt
zu erzielen, einen gegebenenfalls regelbaren Belastungswider stand zu den rückarbeitenden
Fahrmotoren parallel geschaltet, der beim überschreiten einer bestimmten Spannungsgrenze
am: Fahrnetz bzw. an den nunmehr als Generatoren arbeitenden Fahrmotoren ,einen
reinen Energieverbraucher für die erzeugte Spannung darstellt.
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Eine solche Maßnahme wäre grundsätzlich auch bei mit Metadynen ausgerüsteten
Fahrzeugen anwendbar. Desgleichen kann man zur Erzielung einer Bremsung 'die Sekundärbürsten
der Metadyne bzw. -die Anker der Fahrmotoren kurzschließen. Als Energieverbraucher
würde dann der Widerstand der eigenen Ankerwicklung dienen, auf den .dann die Fahrmotoren
arbeiten.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun eine elektrische Bremsung
des mit einer Metadyne ausgerüsteten Fahrzeuges auch für den Fall, daß das Netz
ausfällt oder die Wärmekraftmaschine keinen genügend großen Widerstand bildet. Zu
diesem Zweck ist erfindungsgemäß
in den Primär- und/oder Sekundärkreis
der Metadyne :ein fester oder veränderlicher Widerstand eingeschaltet. Man erreicht
hierdurch den Vorteil, daß eine stetige Anpassung des Widerstandswertes aal die
jeweilige Fahrgeschwindigkeit nicht erforderlich, die Bremsung also von der subjektiven
Steuerung des Fahrers befreit ist bzw. verwickelte selbsttätige Regeleinrichtung
gen fortfallen, aber trotzdem eine praktisch gleichbleibende Bremsung bis zum Stillstand
des Fahrzeuges vorhanden ist. Bei Einschaltung des Widerstandes in den Primär- bzw.
Sekundärkreis der Metadyne kommt man außerdem mit -wesentlich kleineren Schaltmitteln
als bei den bekannten Schaltungen aus und erzielt somit ein geringeres Leistungsgewicht.
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In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestollt. Abb. I zeigt eine Metadyne in Kreuzschaltung. Die Metadyne MT hat vier
Bürsten a, b, c, d. Die Primärbürsten a und c sind normalerweise an die Fahrdrahtleitung
bzw. an die Stromquelle angeschlossen. All den Sekundärbürsten h und d. liegen die
Antriebsmotoren 1Y11 und 117. des Fahrzeugges. Gemäß der Erfindung ist zwischen
die Primärbürsten a und c ein Widerstand R geschaltet. Die von der Metadyne zwischen
dien Primärbürsten erzeugte Spannung verringert sich im allgemeinen mit der Verzögerung
des Fahrzeuges. Infolgedessen nimmt auch die vom Widerstand R aufgenommene Energie
mit abnehmender Geschwindigkeit ab, wodurch eine gleichbleibende Bremsung erfolgt.
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Abb. a zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf :eine Metadyne
in Achterschaltung. Bei der Achterschaltung sind die Motoren l111 und Al. jeweils
-zwischen eine Primär- und eine Sekundärbürste gelegt. Der Widerstand R ist wiederum
zwischen die Primärbürsten a und c geschaltet. Die Ausführung nach Abb. 3 kommt
in erster Linie für Fahrzeuge mit einer Primärkraftmaschine, z. B. einem. Dieselmotor,
der einen Metadynegenerator antreibt, in Frage. Der Metadynegenerator MT ist mit
seinen Primärbürsten a und c an eine kleine Hilfsmaschine DY angeschlossen. Diese
dient als Primärstromquelle, liefert aber nur sehr wenig oder überhaupt keine Energie.
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All den Sekundärbürsten b und d liegen die Fahrzeugmotoren M1 und
M2. Der Widerstand R ist erfindungsgemäß beim Bremsen in Reihe mit den Motoren in
den Sekundärkreis eingeschaltet. Die Motoren 1171 und 111. erzeugen,- eine elektromotorische
Kraft, der der Spannungsabfall am Widerstand R derart entgegenwirkt, daß die Metadyne
nur den Differenzbetrag zu liefern hat. Der Widerstandswert voll R wird derart bemessen,
daß der Dieselmotor niemals als Kompressor arbeiten muß. Mit abnehmender Geschwindig
keit wird entweder der Widerstand R verkleinert, um seine gegenelektromotorische
Kraft 'der von den Motoren erzeugten. elektromotorischen Kraft anzupassen, oder
man läßt den Widerstand unverändert. In diesem Falle würde der Metadynegenerator
in den Sekundärkreis -eine positive Leistung liefern, die mit abnehmen ,der Fahrzeuggeschwindigkeit
anwächst. Man erhält dadurch einen Verbrauch an Brennstoff während des Bremsens;
aber dieser Verbrauch ist im allgemeinen gering, und die Kosten sind stets geringer
als für den Betrieb mit Reibungsbremsen, die ])ei -Nichtanwendung der Erfindung
notwendig wären.
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Es sei: erwähnt, daß die Bremswirkung der Motoren praktisch unabhängig
vom Werte des Widerstandes innerhalb :eines, großen Bereiches ist, d. h. man kann
den Widerstand R unverändert halten oder ihn zwischen weiten Grenzen verändern,
ohne daß die Bremswirkung der Motoren -wesentlich geändert wird. Die Bremswirkung
hängt hauptsächlich von den elektrischen Festwerten der Kreise der Metadyne ab.
Das bedeutet einen großen Vorteil für die Metadyneeinrichtung gegenüber den anderen
bekannten, Ausführungen, ])ei denen es notwendig ist, stets den Widerstandswert
der Geschwindigkeit des Fahrzeuges anzupassen, während man bei: der Metadyneeinrichtung
den Widerstand unverändert lassen kann und dennoch eine praktisch gleichbleibende
Bremsung 'bis zum Stillstand des Fahrzeuges erhält.
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Man erhält die gleichen Ergebnisse unabhängig davon, ob der Widerstand
in den Primär- oder Sekundärkreis der Metadyne eingeschaltet wird. Wenn man den
Widerstand Ei den Sekundärkreis einschaltet und die Metadyne mehrere Sekundärkreise
bat, so ist es vorteilhaft, in alle Sekundärkreise gleiche Widerstände -einzuschalten.
Dieser Fall ist in, Abb. 4. dargestellt. Es handelt sich um eitlen Metadynegenerator
in Achterschaltung mit zwei Sekundärkreisen, wobei je ein Widerstand R1 bzw. R2
in jeden der Sekundärkreise eingeschaltet ist. Wenn es sich tun Metadyneumformer
handelt, so ergibt sich der Vorteil, daß man den Anlaßwiderstand gleichzeitig als
den der Erfindung entsprechenden Widerstand benutzen kann. Abb.5 veranschaulicht
diesen Fall. Beim Anlassen des Metadyneumformers MT sind die Sehalter Cl und C.;
offen, C., hingegen geschlossen. -Nach heendi, gtem. Anlaßvorgang wird Schalter
C, geschlossen und Schalter C. geöffnet. U m auf Bremsen überzugehen, wird Schalter
C; geschlossen. In Abb.S sind die Verbindungen
der Metadyne nur
so weit gezeichnet, als sie für das Verständnis der Erfindung notwendig sind.
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Wenn man es mit .einem Metadyneumformer zu tun hat, so, wird man natürlicherweise
Nutzbremsung vorziehen. Nur dann, wenn Nutzbremsung unimöglich ist, z. B, wenn der
Stromabnehmer von :der Fahrdrahtleitung abgesprungen ist, wird der Wagenführer zu
der erfindungsgemäßen Bremsung übergehen. Diese stellt somit in diesem Fall eine
Notbremsung dar.
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Die Unsicherheit, die dadurch entsteht, daß die Bremsung du-roh :eine
besondere Handlung des Wagenführers .erfolgen muß, die unter Umständen :eine Gefährdung
bedeuten könnte, wird durch folgende Einrichtung beseitigt. Sie besteht im wesentlichen
darin, daß ein Teil des Fahrschalters mit einer bestimmten Zahl Stellungen dazu
dient, den erfindungsgemäßen Widerstand einzuschalten bzw. seinen Wert zu ändern,
ohne dabei die Verbindung der Metadyne reit dem Fahrdraht zu lösen. Man erhält dadurch
zwei unabhängige Bremsen, die normale Bremsung mit Rückgewinnung und die Bremse
ohne Rückgewinnung gemäß der Erfindung. Wenn der Stromabnehmer abspringt, so hält
die Bremsung an, ohne daß der Wagenführer besondere Vorkehrungen trifft. Andererseits,
wenn der Stromabnehmer normal arbeitet, verhindert der :erfindungsgemäße Widerstand,
daß die Fahrdrahtspannung übermäßig ansteigen kann. Die Abb. 6 und 7 zeigen diese
Einrichtung. Abb. 7 zeigt :eine Draufsicht auf den Fahrschalter. Das Segment
AB trägt z. B. die Stellungen I, z, 3, q. für Fahrt, das, Segment BC die
Stellungen 5, 6, 7 und 8 für Nutzbremsung; das Segment CD umfaßt die Notbremse.
Es :enthält nur eine Stellung, trenn der Widerstand unverändert bleiben soll. Wenn
dem Wagenführer die Möglichkeit gegeben sein soll, den Widerstand zu ändern, so
umfaßt es mehrere Stellungen. Abb.6 ergibt die Schaltung für den Fall, daß die Fahrschalterkurbel
im Bereiche des Segments C ist, wobei die Metadyne - einerseits mit dem Fahrdraht,
andererseits mit dem Widerstand R verbunden ist.
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Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß der
erfindungsgemäße Widerstand oder ein Teil desselben durch eine Wicklung einer anderen
:elektrischen Sicherheitseinrichtung, z. B. der :elektrischen Radbremsen, ersetzt
wird. In Abb.8 und 9 ist das veranschaulicht. Eine weitere Erklärung erübrigt sich,
da Abb.8 unmittelbar aus Abb. 3 und Abb. 9 aus Abb. z abgeleitet ist. F stellt dabei
die Spule der Radbremse dar. -An Stelle der Spule der Radbremsen kann man auch eine
Hilfsmaschine, z. B. die Regulatommaschine, verwenden wie das in Abb. I o dargestellt
ist. .MT ist die Metadyne in Achterschaltung, R der erfindungsgemäße Widerstand.
F ist die Spule einer Radbremse, welche an der Regeleinrichtung liegt, die aus den
beiden Maschinen DB und RG für niedere Spannung besteht.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.