DE977215C - Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb - Google Patents

Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb

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DE977215C
DE977215C DES14323D DES0014323D DE977215C DE 977215 C DE977215 C DE 977215C DE S14323 D DES14323 D DE S14323D DE S0014323 D DES0014323 D DE S0014323D DE 977215 C DE977215 C DE 977215C
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Hermann Dipl-Ing Dr-Ing Harz
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Siemens AG
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
    • B62D11/02Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
    • B62D11/04Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of separate power sources

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Description

  • Diesel bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb Es wurde bereits ein diesel-bzw. benzinelektrischer Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb, mittels mehrerer Gleichstrommotoren vorgeschlagen, an dem die einzelnen Raupen, Triebräder oder Triebrädergruppen voneinander unabhängige, regelbare Geschwindigkeiten und Drehrichtungen aufweisen sollen. Es werden dabei einerseits die Ankerstromkreise der Fahrmotoren in Reihenschaltung von einem Gleichstromgenerator mit der Wirkungsweise einer Querfeldmaschine gespeist, andererseits sind die Erregerstromkreise der einzelnen Gleichstrommotoren voneinander unabhängig regelbar und in der Stromrichtung umkehrbar. Es wird also zur Speisung der Fahrmotoren ein Konstantstromgenerator (Querfeldmaschine, Krämermaschine usw.) verwendet, d. h. eine Maschine, deren Ankerstrom durch eine im Ständer vorhandene Erregerwicklung bestimmt wird, während sich die Spannung entsprechend den vorhandenen Widerständen frei einstellen kann. Man erzielt mit Hilfe dieser Einrichtung einen unabhängigen Antrieb der einzelnen Raupen des Fahrzeuges, damit durch ungleichartigen Antrieb der Raupen das Fahrzeug in seiner Fahrtrichtung gesteuert werden kann, wobei gegebenenfalls bei scharfen Fahrtrichtungsänderungen die eine Raupe rückwärts laufen muß, während gleichzeitig die andere vorwärts läuft. Bremsen, Stillsetzen und Vor- und Rückwärtsfahrt können ferner in kürzester Zeit erfolgen.
  • Die Erfindung betrifft eine Regelung der geschilderten Anordnung, zu der ein Fliehkraftregler verwendet wird, dessen Anwendung auch bei benzinelektrischen Antrieben bereits gebräuchlich ist. So ist es bekannt, bei Fahrzeugen, bei denen mit Hilfe eines Verbrennungsmotors und eines elektrischen Fahrmotors sowohl die Vorderachse als auch die Hinterachse oder beide gleichzeitig angetrieben werden können, einen Fliehkraftregler vorzusehen. Dieser Fliehkraftregler dient dazu, beim Überschreiten bestimmter Geschwindigkeiten den Erregerkreis des elektrischen Fahrmotors zu schließen, wobei sein Ansprechen von der Lage des Fußpedals der Brennstoffzufuhr abhängt. Der gleiche Fliehkraftregler kann auch dazu verwendet werden, über einen Servomotor auf die Brennstoffzufuhr einzuwirken. Dieser bekannte Antrieb unterscheidet sich in seinem Aufbau wesentlich von dem Gegenstand der Erfindung. Der elektrische Fahrmotor wird nur dazu verwendet, um in bestimmten Fällen an der Hinterachse ein höheres Drehmoment als das des Verbrennungsmotors zu erzeugen; demzufolge muß die Regelung des bekannten Antriebes auch. dessen spezifische Anforderungen erfüllen.
  • Die gemäß der Erfindung vorgesehene Regelung eines diesel- bzw. benzinelektrischen Antriebes von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, bei dem die Treibräder voneinander unabhängig durch mehrere Gleichstrommotoren angetrieben werden, deren Ankerstromkreise von einem als Konstantstrommaschine wirkenden Generator gespeist werden, soll vor allem diejenigen Eigenschaften des Fahrzeugantriebes erzielen, die von der Brennkraftseite her gefordert werden und die in der Vermeidung des Abdrückens oder gar Abwürgens des Brennkraftmotors gipfeln. Auch beim Rückarbeiten (Bremsen) soll eine unzulässig hohe Drehzahl des Brennkraftmotors vermieden werden. Erfindungsgemäß ist ein mit der Brennkraftmaschine gekuppelter Fliehkraftregler vorgesehen, der bei Abweichung der Drehzahl von dem jeweiligen Sollwert des Fliehkraftreglers einerseits in an sich bekannter Weise auf die Brennstoffzufuhr dieser Maschine, andererseits auf die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators durch Steuerung des Sollwertes des Ankerstromes einwirkt, und zwar im entgegengesetzten Sinne, so daß der Fliehkraftregler bei einer Verminderung der Brennstoffzufuhr die elektrische Leistung des Generators erhöht und bei einer Vergrößerung der Brennstoffzufuhr diese elektrische Leistung vermindert. Diese doppelte Regelung einerseits am Gleichstromgenerator, andererseits am Brennkraftmotor hat den Vorteil, daß auch bei Störungen im Leistungsfluß des einen Teiles der Brennkraftgruppe, z. B. beim Aussetzen eines Zylinders beim Brennkraftmotor oder Leerlauf bzw. Kurzschluß beim Generator, Abweichungen von der einmal eingestellten Solldrehzahl kaum auftreten. Die unabhängige Regelung der Motorfelder zum Steuern bleibt dabei nach wie vor gewahrt. Es ist zweckmäßig, die Einrichtung zur Verstellung der Brennstoffzufuhr zur Steuerung des Fahrzeuges (Fußgashebel) mit dem Fliehkraftregler in an sich bekannter Weise derart zu kuppeln, daß bei Vergrößerung der Brennstoffzufuhr durch den Fußgashebel die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers erhöht wird. Man erzielt auf diese Weise, daß einer jeden Stellung des Fußgashebels bzw. einer jeden Brennstoffmenge auch eine ganz bestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, bei der der Brennstoffverbrauch am günstigsten ist. Weicht die Brennkraftmaschine von dieser bestimmten Drehzahl, die gleichzeitig die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers ist, ab, so greift dieser im Sinne einer Wiederherstellung der Solldrehzahl ein.
  • Im folgenden ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. I der Zeichnung ist I der Gleichstromgenerator des brennkraftelektrischen Antriebes, der von dem Brennkraftmotor 2 (Dieselmotor, Benzinmotor) angetrieben wird. Der Gleichstromgenerator besitzt Krämerschaltung mit der fremderregten Erregerwicklung 3, der Gegenreihenschlußerregerwicklungq. und der Nebenschlußerregerwicklung 5. Er besitzt also die geschilderte Wirkungsweise einer Konstantstrommaschine. 6 und 7 sind die beiden Fahrmotoren, deren Anker von dem Gleichstromgenerator I in Reihenschaltung gespeist werden. Ihre Erregerwicklungen 8 und 9 werden über die mit Steuerknüppeln versehenen Umkehrregler I0 und II von der Erregersammelschiene 12 fremderregt. An dieser Sammelschiene liegt auch die Fremderregerwicklung 3 des Gleichstromgenerators 1. 13 ist eine Erregerstromquelle (Batterie oder Maschine) für die Speisung dieser Erregerwicklungen, 14 ist ein dazwischengeschalteter Regelwiderstand, mit dem die Erregungen der beiden Fahrmotoren und des Gleichstromgenerators gemeinsam gesteuert werden können. Bei Änderung des Regelwiderstandes 14. wachsen also bei unveränderter Stellung der Steuerknüppel der Umkehrregler I0 und II Ankerstrom und Feld der Fahrmotoren verhältnisgleich an, wie dies auch beim Reihenschlußmotor der Fall ist. Die Steuerung des Regelwiderstandes 14 erfolgt nun durch die Einrichtung gemäß der Erfindung.
  • Zu diesem Zweck ist ein mit dem Brennkraftmotor 2 gekuppelter Fliehkraftregler 15 vorgesehen, Besen Reglermuffe i9 beim Abweichen von der Solldrehzahl den Steuerkolben 3o des Servomotors 16 verstellt und dadurch den Servomotor veranlaßt, einerseits -die Brennstoffzufuhr am Brennkraftmotor 2 zu ändern, andererseits den Regelwiderstand 14 zu verstellen und dadurch die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators i. Die Anordnung wirkt derart, daß der Fliehkraftregler 15 beim Steigen der Drehzahl über den Sollwert (wenn also der Brennkraftmotor mehr Leistung abgibt, als der Gleichstromgenerator i mechanische Leistung aufnimmt bzw. elektrische Leistung abgibt) die Brennstoffzufuhr am Brennkraftmotor 2 vermindert, dagegen die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators I vergrößert, wodurch dann dem Ansteigen der Drehzahl sehr rasch entgegengewirkt wird. Umgekehrt verhält es sich, wenn die Drehzahl des Fliehkraftreglers unter den Sollwert sinkt.
  • Der Sollwert der Drehzahl des Fliehkraftreglers, bei dem also der Fliehkraftregler den Steuerkolben des Servomotors in einer Stellung hält, bei der der Servomotor in einer Ruhelage verharrt und keine Verstellungen an dem Regelwiderstand I4 und an der Energiezufuhr vornimmt, wird nun durch die Feder 17 festgelegt. Ist die Feder I7 zusammengedrückt, dann übt sie auf die Reglermuffe I9 bzw. auch auf den Steuerkolben 30 einen Druck nach unten aus, und der Fliehkraftregler I5 muß eine höhere Geschwindigkeit annehmen, damit seine Schwungmassen den Druck der Feder I7 kompensieren und den Steuerkolben nach wie vor in der neutralen Stellung halten. Die Sollwertdrehzahl des Fliehkraftreglers I5 ist also gestiegen. Die Spannung der Feder I7 wird nun durch die Einrichtung zur Verstellung der Brennstoffzufuhr zur Steuerung des Fahrzeuges (Fußgashebel I8) bestimmt. Dieser Fußgashebel wirkt außerdem unmittelbar auf die Brennstoffzufuhr für den Brennkraftmotor 2 ein. Zu diesem Zweck ist ein mechanisches Differential 2o vorgesehen, an dem einerseits der Fußgashebel I8 angreift, andererseits der durch den Fliehkraftregler I5 gesteuerte Servomotor 16. Das Differential verstellt die Brennstoffzufuhr für den Brennkraftmotor 2. Der Fußgashebel I8 ist über das Gestänge 23 und über die Feder I7 mit der Reglermuffe I9 gekuppelt. Wenn also der Fußgashebel getreten wird, so wird dadurch über das Differential 2o die Brennstoffzufuhr für den Brennkraftmotor 2 erhöht. Dies hat eine Steigerung der Drehzahl des Brennkraftmotors 2 zur Folge. Gleichzeitig wird aber auch durch Spannen der Feder I7 die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers I5 erhöht. Stimmt diese Erhöhung der Solldrehzahl des Fliehkraftreglers mit der Erhöhung der Drehzahl durch die Verstärkung der Energiezufuhr überein, so braucht der Fliehkraftregler I5 nicht einzugreifen. Ist dies dagegen nicht der Fall, hat der Fliehkraftregler I5 also eine Drehzahl, die vom Sollwert abweicht, so wird der Steuerkolben 30 in eine Lage gebracht, bei der der Servomotor I6, wie geschildert, einerseits die Brennstoffzufuhr über das Differential 20, andererseits auch die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators I mit Hilfe des Regelwiderstandes I4 beeinflußt, bis wiederum die tatsächliche Drehzahl des Brennkraftmotors und die durch den Druck der Feder I7 bzw. durch die Stellung des Fußgashebels I8 bestimmte Solldrehzahl des Fliehkraftreglers I5 miteinander übereinstimmen.
  • Durch die Anordnung des Fliehkraftreglers I5 wird also erreicht, daß die Stellung des Fußgashebels I8 und damit die Größe der Brennstoffzufuhr für den Brennkraftmotor 2 stets einer bestimmten Drehzahl des Motors zugeordnet ist. Man erreicht damit bei jeder Drehzahl den günstigsten Brennstoffverbrauch. Der Schalthebe1 2I im Stromkreis des Regelwiderstandes I4 liegt beim Fahren mit Gas nach oben, so daß nur der Regelwiderstand I4 in den Stromkreis eingeschaltet ist. Die Stellung des Regelwiderstandes I4 bestimmt zunächst nur den Ankerstrom des Gleichstromgenerators I und je nach der Stellung der Steuerknüppel der Umkehrregier I0 und II das Feld in den beiden Fahrmotoren, d. h. deren Drehmoment. Die Endlage des Regelwiderstandes I4 nach oben bestimmt die Größe des größtzulässigen Stromes im Ankerstromkreis. Man kann nun den Regelwiderstand I4 in dieser Stellung stehenlassen und beim weiteren Steigen der Drehzahl über den Sollwert des Fliehkraftreglers I5 hinaus nur noch die Gaszufuhr durch den Fliehkraftregler vermindern lassen. Durch entsprechende Wahl der Übersetzung vom Servomotor I6 auf das Differential 2o kann nunmehr die Verminderung der Gaszufuhr schneller erfolgen als zuvor, solange der Fliehkraftregler I5 mit abnehmender Gaszufuhr noch den Strom des Gleichstromgenerators I zum Ansteigen gebracht hat. Es wirkt also oberhalb der Höchstbelastung des Gleichstromgenerators der Fliehkraftregler I5 beim Abweichen der Drehzahl vom Sollwert ausschließlich (oder vorwiegend) auf die Brennstoffzufuhr für den Brennkraftmotor 2 ein. Andererseits ist es oft vorteilhaft, unterhalb der Höchstbelastung des Gleichstromgenerators den Fliehkraftregler ausschließlich oder vorwiegend auf die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators (über den Regelwiderstand I4) einwirken zu lassen, da dies die Zuordnung einer bestimmten Brennstoffmenge zu jeder Drehzahl des Brennkraftmotors und damit die Erzielung eines günstigsten Brennstoffverbrauches erleichtert. Hierfür ist es erwünscht, daß der Fliehkraftregler I5 die vom Fußgashebel I8 eingestellte Gasmenge möglichst gar nicht beeinflußt.
  • Wird das Gas weggenommen, so besteht die Gefahr, daß der Brennkraftmotor abgewürgt wird, wenn der elektrische Teil weiterhin Leistung entzieht. Dies wird dadurch verhindert, daß dann infolge des Absinkens der Drehzahl der Fliehkraftregler 15 den nicht näher bezeichneten Schlenontakt am Regelwiderstand 14 auf die untere Aus-Stellung bringt, so daß also der elektrische Stromkreis stromlos wird, wenn die Drehzahl unter die Leerlaufdrehzahl sinkt.
  • Man hat so im Fahrbereich die Gewähr, daß weder unzulässig hohe Stromwerte erreicht werden noch daß der Brennkraftmotor unter die durch die Stellung des Fußgashebels jeweils gegebene Drehzahl abgedrückt wird. Leistung und Drehzahl sind einander so zugeordnet, daß sich jeweils der günstigste Brennstoffverbrauch ergibt.
  • Man kann die beschriebene Anordnung auch für das Abbremsen des Fahrzeuges benutzen, wobei dann die kinetische Energie des sich bewegenden Fahrzeuges die Fahrmotoren generatorisch antreibt und die Fahrmotoren andererseits den nunmehr als Motor laufenden Gleichstromgenerator i speisen. Dieser treibt dann den Brennkraftmotor 2 an, der hierbei von der Gaszufuhr abgeschaltet ist und als Kompressor läuft. Auch in diesem Falle erweist sich das Eingreifen des Fliehkraftreglers I5 als zweckmäßig, da mit Hilfe des Fliehkraftreglers wiederum erzielt werden kann, daß bei einer bestimmten, durch die Stellung des Füßbremshebels 24 festgelegten Größe der Bremskraft auch die Geschwindigkeit des als Kompressor laufenden Brennkraftmotors eine ganz bestimmte ist. Für dieses Eingreifen des Fliehkraftreglers beim Bremsvorgang ist es aber erforderlich, daß im Gegensatz zu seinem Eingriff beim Fahren mit Gas der Fliehkraftregler beim Ansteigen der Drehzahl des Brennkraftmotors über den für den Fliehkraftregler geltenden Sollwert hinaus dieser Regler die elektrische Leitung des nunmehr als Motor laufenden Gleichstromgenerators I vermindert, also auch die Bremsleistung vermindert, da sonst der Brennkraftmotor eine unerwünscht hohe Drehzahl beim Bremsen annehmen könnte. Sinkt andererseits die Drehzahl des Brennkraftmotors unter den durch den Fliehkraftregler I5 festgelegten Sollwert, dann erhöht der Fliehkraftregler durch Verstellung am Regelwiderstand I4 die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators I, so daß dieser motorisch den als Kompressor laufenden Brennkraftmotor stärker antreibt und die Drehzahl wieder erhöht. Der Regelwiderstand I4 muß also bei seiner Verstellung durch den Fliehkraftregler I5 den Strom im Erregerstromkreis des Gleichstromgenerators I im entgegengesetzten Sinne beeinflussen wie beim Fahren mit Gas. Zu diesem Zweck muß beim Bremsen der Schalthebel 2I nach unten gelegt werden, so daß eine Verstellung am Regelwiderstand I4, beispielsweise nach aufwärts, für diesen Erregerstrom die entgegengesetzte Veränderung herbeiführt wie beim Fahren mit Gas.
  • Beim Bremsen ist zunächst das Gas weggenommen, so daß also das Differential 2o unwirksam ist. Für das Bremsen wird der Fußbremshebe1 24 getreten und damit ein mit dem Regelwiderstand I4 in Reihe liegender zweiter Regelwiderstand 22 verkleinert. Dies hat eine Zunahme des Erregerstromes und auch des Ankerstromes an dem als Motor laufenden Gleichstromgenerator I zur Folge. Es steigt also auch die Leistung der als Generatoren laufenden Fahrmotoren 6 und 7 und damit die Bremswirkung am Fahrzeug. Für die Bremswirkung ist es allerdings notwendig, daß z. B. bei der Vorwärtsfahrt die Steuerknüppel der Umkehrregler I0 und II über die Nullstellung hinaus in die Rückwärtsstellung genommen werden, weil nur dadurch die für die Bremswirkung erforderliche Umkehr des Drehmomentes an den Fahrmotoren 6 und 7 erzielt wird. Der Fußbremshebel 24 beeinflußt nun durch Zusammendrücken der Feder I7 wiederum die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers I5. Beim Treten des Fußbremshebels, also bei der Verstärkung der Bremswirkung, soll die Drehzahl des Brennkraftmotors 2 steigen, da er dann als Kompressor eine größere Bremsleistung aufnehmen kann. Dies wird auch, wie geschildert, durch die Steuerung der Stellung des Regelwiderstandes 22 in Abhängigkeit von der Stellung des Fußbremshebels herbeigeführt. Um nun stets die richtige Zuordnung zwischen dieser Drehzahl und der Stellung des Fußbremshebels herbeizuführen, verstellt der Fußbremshebel 24 durch Zusammendrücken der Feder I7 beim Treten wiederum die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers I5 derart, daß diese bei starker Auslage des Fußbremshebels, also bei stärkerer Bremswirkung, steigt. Weicht nunmehr die tatsächliche Drehzahl des Brennkraftmotors von dem durch den Fliehkraftregler festgelegten Sollwert ab, so greift der Fliehkraftregler über den Servomotor I6 durch Verstellung des mit dem Regelwiderstand 22 in Reihe geschalteten Regelwiderstandes I4 korrigierend ein. Die Wirkungsweise ist aber dabei derart, daß beim Ansteigen der Drehzahl der Brennkraftmotor 2 über den durch die Stellung des Fußbremshebels bzw. durch die Spannung der Feder I7 am Fliehkraftregler I5 festgelegten Sollwert hinaus der im Stromkreis liegende Teil des Regelwiderstandes I4 vergrößert wird, so daß der Erregerstrom des Gleichstromgenerators I sinkt und damit die von ihm aufgenommene Leistung bzw. seine Bremswirkung. Dementsprechend geht dann die Drehzahl des als Kompressor laufenden Brennkraftmotors 2 zurück. Im umgekehrten Sinne greift der Fliehkraftregler 15 ein, wenn die Drehzahl des Brennkraftmotors 2 unterhalb des durch den Fliehkraftregler I5 festgelegten Sollwerts sinkt. In diesem Falle wird die von dem Gleichstromgenerator I motorisch aufgenommene Leistung durch Änderung seiner Erregung erhöht. Man kann also die Bremskraft eindeutig und der Größe nach durch die Stellung des Fußbremshebels 24 vorschreiben.
  • Da beim Treten des Fußbremshebels die Fahrmotoren 6 und 7 auf jeden Fall Drehmomente entwickeln, kann es vorkommen, daß diese bei unachtsamer Bedienung auch treibend wirken. Dies wäre z. B. der Fall, wenn das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist und die Steuerknüppel der Umkehrregler I0 und, II weiterhin in der Bremsstellung stehenbleiben. Das Drehmoment der Fahrmotoren wirkt dann treibend in Rückwärtsrichtung, und dadurch würde dem Brennkraftmotor Leistung entzogen werden, was sich in einem Absinken der Drehzahl bemerkbar machen würde. Aus @ diesem Grunde ist am Regelwiderstand I4 noch eine obere Aus-Stellung vorgesehen (bezeichnet mit Aus-Bremsen), die verhindert, daß die Drehzahl der Generatorgruppe unter einen gewissen Wert sinkt.
  • Der Fußgashebel und der Fußbremshebel können auf den gleichen Fliehkraftregler einwirken. In Fig. i ist dies dadurch angedeutet, daß die Feder 17 von einem Differentialhebelgestänge 23 betätigt wird, das einerseits mit dem Fußgashebel, andererseits mit dem Fußbremshebel verbunden ist. Fußgashebel und Fußbremshebel werden zweckmäßig gegeneinander verriegelt, um eine gleichzeitige Betätigung zu verhindern.
  • Bisher war vorausgesetzt, daß ein Gleichstromgenerator des Brennkraftmotors die Ankerstromkreise mehrerer miteinander in Reihe geschalteter Fahrmotoren speist (Einkreisschaltung). Man kann jedoch, ohne an dem Wesen der Erfindung etwas zu ändern, die sogenannte Zweikreisschaltung benutzen, bei der für jeden Fahrmotor ähnlich wie bei der Leonardschaltung ein besonderer Gleichstromgenerator vorgesehen ist. Jeder Gleichstromgenerator bildet mit seinem zugehörigen Fahrmotor und gegebenenfalls mit einer Hilfserregermaschine einen besonderen Stromkreis. Fig. 2 zeigt eine derartige Anordnung. Soweit die Bezugszeichen in Fig. 2 dieselben sind wie in Fig. I, haben sie auch die gleiche Bedeutung. Der Gleichstromgenerator ist jedoch in zwei Einheiten I a und I b aufgelöst, und jeder Gleichstromgenerator speist für sich einen der Fahrmotoren 6 und 7. Ferner sind die für die Erzielung der Konstantstromwirkung an den Gleichstromgeneratoren I a und I b erforderlichen Erregerwicklungen 3, 4 und 5 nicht auf diesen selbst untergebracht, sondern auf besonderen Hilfserregermaschinen 25 und 26, die von einem besonderen Motor 27 angetrieben werden. An der Wirkung der Gleichstromgeneratoren als Konstantstrommaschinen wird jedoch dadurch nichts geändert.
  • Die Anordnung der Fig. 2 unterscheidet sich von der der Fig. I noch dadurch, daß bei der Regelung und Umkehrung des Drehmomentes an den Fahrmotoren nicht die Erregerstromkreise dieser Fahrmotoren mit Hilfe der Steuerknüppel der Umkehrregler I0 und II geregelt werden. Diese Regelung wird gemäß Fig. 2 vielmehr dadurch erreicht, daß die durch die Steuerknüppel betätigten Umkehrregler I0 und II in die Fremderregerstromkreise der Hilfserregermaschinen 25 und 26 eingeschaltet sind. Mit Hilfe dieser Umkehrregler kann der von den Gleichstromgeneratoren I a und I b abgegebene Ankerstrom in der Größe geregelt und in der Richtung umgekehrt werden, wodurch an den Fahrmotoren 6 und 7 bezüglich des Drehmomentes dieselbe Wirkung erzielt wird, wie wenn an diesen Motoren die Felder geregelt würden. Diese Anordnung ist möglich, da bei der Zweikreisschaltung der Fig.2 die Ankerströme der beiden Kreise unabhängig voneinander sind, so daß statt der Motorfelder für das Lenken die Ankerströme geregelt werden können. Hierbei treten nur kleine Feldänderungsspannungen bzw. -zeiten in den Hauptmaschinen auf, während diese bei der Regelung der Motorfelder wesentlich größere Werte erreichen. Die Erregerwicklungen 8 und 9 der beiden Fahrmotoren 6 und 7 sind miteinander in Reihe geschaltet und können von einer besonderen Erregermaschine 28 gespeist werden. Man erhält dadurch sowohl für die Erregerstromquelle 13 (Batterie) als auch für die Regelgeräte I0, 11, 14 und 22 kleine Abmessungen. Im übrigen wirkt jedoch die Anordnung der Fig. 2 genauso wie die der Fig. I. Die Spannung an der Erregersammelschiene 12 bestimmt sowohl das Feld der Fahrmotoren (über die Erregerwicklung an der Erregermaschine 28) als auch deren Ankerströme. Bei unveränderter Stellung der Steuerknüppel ändern sich beide Größen verhältnisgleich wie bei Hauptschlußmotoren. Durch die Steuerknüppel werden die Ankerströme zusätzlich geregelt. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. I und 2 wird die Erregung der Fahrmotoren durch den Fliehkraftregler mitgeregelt. Solange der Gleichstromgenerator ungesättigt ist, entspricht der Ankerstrom des Generators auch dem Strom in seiner Fremderregerwicklung 3, der durch den Fliehkraftregler bestimmt ist. Bei auftretender Sättigung im Gleichstromgenerator wird dagegen die Durchflutung der Erregerwicklung 3 größer als die der Erregerwicklung 4, weil die Amperewindungen der Nebenschlußerregerwicklungen 5 nicht mehr ausreichen bzw. weil die Erregerwicklung 3 keinen ihrer Durchflutung proportionalen Ankerstrom mehr zu erzeugen vermag. Der Fliehkraftregler würde demnach bei steigender Generatorspannung auch das Feld der Fahrmotoren stärken. Das ist mit Rücksicht auf die Erreichung der Höchstdrehzahl der Fahrmotoren nicht erwünscht. Man kann dies vermeiden, wenn man die Fahrmotoren nicht von der Erregersammelschiene 12 bzw. von der Erregerstromquelle 13 aus erregen läßt, sondern die Erregerwicklung der Fahrmotoren unmittelbar mit ihrem Anker in Reihe schaltet und bei Drehrichtungswechsel der Fahrmotoren das Feld umschaltet. Um bei dieser Reihenschaltung von Erregerwicklung und Anker das Feld regeln zu können, kann man bei der Einkreisschaltung nach Fig. I parallel zur Erregerwicklung zum Lenken einen von einem Steuerknüppel betätigten Regelwiderstand schalten. Für Rückwärtsfahrt muß dann die Erregerwicklung zusätzlich umgeschaltet werden. Bei der Zweikreisschaltung nach Fig. 2 ist diese zusätzliche Regelung der Fahrmotorfelder nicht nötig, da die Regelung des Drehmomentes der Fahrmotoren durch die Regelung des Ankerstromes erfolgt. Hier genügt die Vertauschung der Klemmen der Erregerwicklung.
  • Ein Fahrzeugantrieb nach vorstehend beschriebener Weise stellt an den Bedienenden allergeringste Ansprüche. Mit einem Fußgashebel, einem Fußbremshebel und zwei Steuerknüppeln kann das Fahrzeug gefahren, gelenkt, in der Geschwindigkeit geregelt und gebremst werden. Umkehrungen des Lenksinnes sind nicht möglich, da durch die Stromschaltung des Gleichstromgenerators die Richtung des Stromes vorgeschrieben und eine Umkehr von der Fahrmotorseite durch den Fliehkraftregler verhindert wird, der Ankerstrom und Fahrmotorfelder- gleichzeitig zu- und abnehmen läßt. Andererseits handelt es sich bei dem Fliehkraftregler um ein durchgebildetes Gerät, das sich bereits vielfach im dieselelektrischen Schnelltriebwagenbetrieb praktisch bewährt hat. Überschreitungen einstellbarer Höchstwerte des Stromes sind infolge dqr gewählten Stromschaltung nicht möglich. Es lassen sich demnach mit einer solchen Schaltung alle Forderungen erfüllen, die man billigerweise hinsichtlich Einfachheit und Eindeutigkeit der Bedienung, wirtschaftlichsten Brennstoffverbrauch und Vermeidung von Überströmen stellen kann. Die Verwendung des Fliehkraftreglers bei Kettenfahrzeugen läßt die so große Vorteile aufweisende Stromschaltung der Antriebsmotoren in ihrer einfachsten und übersichtlichsten Form zu, ohne daß sich irgendwelche Nachteile beim Fahren oder Bremsen bemerkbar machen.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb, mittels mehrerer Gleichstrommotoren, an dem die einzelnen Raupen, Triebräder oder Triebrädergruppen voneinander unabhängige, regelbare Geschwindigkeiten und Drehrichtungen aufweisen sollen, wozu einerseits die Ankerstromkreise der Gleichstrommotoren von einem oder mehreren Gleichstromgeneratoren in der Wirkungsweise einer Konstantstrommaschine gespeist werden und andererseits die Erregerstromkreise der einzelnen Gleichstrommotoren voneinander unabhängig regelbar und in der Stromrichtung umkehrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Brennkraftmaschine gekuppelter - Fliehkraftregler vorgesehen ist, der bei Abweichung der Drehzahl von dem jeweiligen Sollwert des Fliehkraftreglers einerseits in an sich bekannter Weise auf die Brennstoffzufuhr dieser Maschine und andererseits auf die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators durch Steuerung des Sollwertes des Ankerstromes in entgegengesetztem Sinne einwirkt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verstellung .der Brennstoffzufuhr zur Steuerung des Fahrzeuges (Fußgashebel) in an sich bekannter Weise mit dem Fliehkraftregler derart gekuppelt ist, daß bei Vergrößerung der Brennstoffzufuhr durch den Fußgashebel die Solldrehzahl des Reglers erhöht wird.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußgashebel über eine Feder mit der Fliehkraftreglermuffe, die den Servomotor für die Verstellung der Brennstoffzufuhr steuert, gekuppelt ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußgashebel und der von dem Fliehkraftregler gesteuerte Servomotor über ein Differentialgetriebe auf die Brennstoffzufuhr der Brennkraftmaschine einwirken.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftregler für die Verstellung der elektrischen Leistung des Gleichstromgenerators einen im Erregerstromkreis des Generators liegenden Widerstand steuert.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerstromkreise der Fahrmotoren und des Gleichstromgenerators in Parallelschaltung von einer Stromquelle gespeist werden und der von dem Fliehkraftregler gesteuerte Widerstand in dem gemeinsamen Teil dieser Parallelschaltung liegt.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einer Höchstbelastung des Gleichstromgenerators der Fliehkraftregler ausschließlich oder überwiegend auf die elektrische Leistung des Gleichstromgenerators einwirkt, zweckmäßig derart, daß einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine eine bestimmte, durch den Fußgashebel vorgeschriebene Brennstoffzufuhr zugeordnet ist.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Höchstbelastung des Gleichstromgenerators der Fliehkraftregler ausschließlich oder vorwiegend auf die Brennstoffzufuhr einwirkt.
  9. 9. Abänderung der Anordnung des Anspruches I für den Bremsbetrieb des diesel- bzw. benzinelektrischen Antriebes des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Brennkraftmaschine gekuppelte Fliehkraftregler ausschließlich auf die elektrische Leistung des nunmehr als Motor laufenden Gleichstromgenerators derart einwirkt, daß er bei Erhöhung der Drehzahl über den für den Fliehkraftregler geltenden Sollwert hinaus die elektrische Leistung dieser Maschine (z. B. durch Verstellung eines im Erregerstromkreis der Maschine liegenden Widerstandes) vermindert. I0. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Bremsung (Fußbremshebel) einerseits unmittelbar die elektrische Leistung des als Motor laufenden Gleichstromgenerators (z. B. durch Verstellung eines Widerstandes im Erregerstromkreis dieser Maschine) steuert, andererseits mit dem Fliehkraftregler derart (z. B. über eine auf die Fliehkraftreglermuffe einwirkende Feder) gekuppelt ist, daß bei Vergrößerung der Bremsleistung infolge stärkerer Auslage des Fußbremshebels die Solldrehzahl des Fliehkraftreglers erhöht wird. II. Anordnung nach Anspruch 9 oder I0, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Sollwertes der Drehzahl des Fliehkraftreglers durch den Fußgashebel und den Fußbremshebel über ein Differentialhebelgestänge stattfindet, das über eine Feder auf die Fliehkraftreglermuffe einwirkt. 12. Abänderung der Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Fahrmotor bzw. für jede Gruppe von Fahrmotoren ein besonderer Gleichstromgenerator vorgesehen ist, der mit seinem Fahrmotor einen gesonderten Stromkreis bildet. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung voneinander unabhängiger, regelbarer Geschwindigkeiten und Drehrichtungen der einzelnen Fahrmotoren die Erregerstromkreise der diese speisenden Gleichstromgeneratoren und damit auch ihre Ankerstromkreise voneinander unabhängig regelbar und in der Stromrichtung umkehrbar sind. 1q.. Anordnung nach Anspruch i oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen der von dem diesel- bzw. benzinelektrischen Antrieb gespeisten Fahrmotoren unmittelbar mit dem Anker des Motors in Reihe geschaltet sind und daß Einrichtungen für die Umschaltung dieser Erregerwicklungen bei Drehrichtungswechsel vorgesehen sind. I5. Anordnung nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet, daß für die zusätzliche Regelung der Motorfelder regelbare Widerstände zur Erregerwicklung parallel geschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 222 o98; BBC (Brown, Boveri und Cie) -Nachrichten, 1930, Heft 5, S. 25o bis 26I; I933, Heft 2, S. 58 bis 62; 1934 Heft i, S. 2o bis 23; 1936, Heft 2, S. 58. In Betracht gezogene ältere Patente Deutsches Patent Nr. 877 258.
DES14323D 1945-10-28 1945-10-28 Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb Expired DE977215C (de)

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DES14323D DE977215C (de) 1945-10-28 1945-10-28 Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von nicht gleisgebundenen Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH222098A (fr) * 1938-04-27 1942-06-30 Pieper Henri Mécanisme de transmission pour véhicules comportant un moteur électrique associé à un moteur thermique.
DE877258C (de) * 1939-07-26 1953-05-21 Siemens Ag Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH222098A (fr) * 1938-04-27 1942-06-30 Pieper Henri Mécanisme de transmission pour véhicules comportant un moteur électrique associé à un moteur thermique.
DE877258C (de) * 1939-07-26 1953-05-21 Siemens Ag Diesel- bzw. benzinelektrischer Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere mit Raupenantrieb

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