DE1049900B

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Publication number: DE1049900B
Application number: DENDAT1049900D
Authority: DE
Publication date: 1959-02-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Speisevorrichtung für die Fahrmotoren von elektrischen Triebfahrzeugen für Vergnügungsparkanlagen od. dgl., die sich auf einer mit einer Mehrzahl von leitenden Zonen ausgerüsteten Fahrbahn bewegen.

Zweck der Erfindung ist die Stromversorgung von Fahrmotoren, und zwar von Kommutatormotoren (Wechsel- oder Gleichstrommotoren), wie sie im allgemeinen auf solchen Fahrzeugen eingebaut werden. Diese Fahrzeuge bewegen eich auf einer Fahrbahn, die mit voneinander isolierten, an eine Stromquelle angeschlossenen, leitenden Zonen oder Streifen ausgerüstet ist, die den Fahrmotor des Fahrzeuges über geeignete Stromabnehmer, wie beispielsweise Bürsten, mit Strom versorgen.

Ein typischer Anwendungsbereich der Speisevorrichtung nach der Erfindung sind Fahrzeuge, die in Vergnügungsparken, verwendet werden.

Die Stromversorgung ihrer Fahrmotoren zeigt zur Zeit noch einige Mängel, durch die sowohl die Anwendungsals auch die Fortbewegungsmöglichkeiten der Fahrzeuge beeinträchtigt werden.

Um dem Fahrzeug die gewünschte Bewegung zu ermöglichen, mußte bisher über der Fahrbahn ein metallisches Luftnetz vorgesehen werden, das den Fahrmotor, der gleichzeitig an die aus leitendem Material gebildete Fahrbahn angeschlossen ist, über einen Stangenstromabnehmer mit Bürste speist. Ein solches Stromversorgungssystem ist ziemlich umständlich, da es Maste und Träger zur Abstützung des metallischen Luftnetzes voraussetzt.

Durch die SpeiseAOrrichtung nach der Erfindung werden diese Mängel behoben, da sie es ermöglicht, das Fahrzeug in jede gewünschte Richtung zu lenken, ohne dabei durch den Verlauf der leitenden Fahrbahnzonen beeinflußt zu werden und ohne daß Lichtbogen oder Kurzschlüsse auftreten.

Die Speisevorrichtung nach der Erfindung, die eine mit einer Mehrzahl von leitenden Zonen ausgerüstete Fahrbahn voraussetzt, ist gekennzeichnet durch mindestens drei als Stromabnehmer wirkende Bürsten, durch Mittel zur Überwachung des Stromweges für mindestens zwei der in bezug auf die den Fahrmotor speisenden Klemmen zueinander parallel geschalteten Stromabnahmebürsten derart, daß bei gleichem Potential der beiden Stromabnahmebürsten die genannten Überwachungsmittel den Durchgang des Stromes zum Fahrmotor freigeben, bei einer Potentialdifferenz zwischen den beiden Stromabnahmebürsten dagegen einen der beiden zueinander parallel geschalteten Stromwege zwischen den St'romabnahmebürsten und dem Fahrmotor selbsttätig unterbrechen.

Die den Stromweg überwachenden, mit den zueinander parallel geschalteten Stromabnahmebürsten ver-

Speisevorrictitung für die Fahrmotoren

von elektrischen Triebfahrzeugen für Vergnügungsparkanlagen od. dgl.

Anmelder:

Dante und Italo Pinfari, Suzzara, Mantova (Italien)

Vertreter: Dr,-Ing. E. Maier, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 4

Beanspruchte Priorität: Italien vom 24. Februar 1953

EIvo Accorsi₁ Cremona, und Giusta Buttani₁ Visano, Brescia (Italien), sind als Erfinder genannt worden

bundenen Mittel können sowohl elektromechanische als auch elektronische sein.

Nach einer Lösung der dem Erfindungsgedanken zugrunde liegenden Aufgabe sind zwei Elektromagnete sowie zwei Unterbrecher vorgesehen, die wechselseitig von den Elektromagneten gesteuert werden, weiterhin Mittel, um die einen Endklemmen der zwei Elektromagnete je mit einer der Fahrmotorklemmen zu verbinden ; ferner sind Mittel vorhanden, um die anderen Wicklungsenden der Elektromagnete an eine der Klemmen des zweiten bzw. des ersten Unterbrechers anzuschließen, während die freien Klemmen der beiden Unterbrecher mit den zugehörigen Stromabnahmebürsten in Verbindung stehen, so daß, wenn zwischen diesen Bürsten eine Potentialdifferenz besteht, einer der beiden Elektromagnete erregt wird und den sich gegebenenfalls zwischen den erwähnten zwei Stromabnahmebürsten bildenden Kurzschlußstrom unterbricht.

Nach einer weiteren Lösung der dem Erfindungsgedanken zugrunde liegenden Aufgabe, bei der die Überwachungsmittel für den Stromweg elektronischer Art sind, besitzt die Vorrichtung — in Verbindung mit einer der vorgesehenen Stromabnahmebürsten — ein Paar Gleichrichter, die so angeordnet sind, daß die Endklemmen je eines Paares mit den Fahrmotor-

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klemmen in Verbindung stehen, während die zugehörige Stromabnahmebürste an den Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter angeschlossen ist.

Nachstehend soll die Speisevorrichtung nach der Erfindung für Fahrzeuge, die sich z. B. auf den Autofahrbahnen von Vergnügungsparken bewegen, in ihrer Bau- und Betriebsweise näher beschrieben und an Hand der Zeichnung erläutert werden, wobei Beschreibung und Zeichnung nur Ausführungsbeispiele betreffen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Teilgrundriß eine Fahrbahn auf der sich mit der Speisevorrichtung flach der Erfindung ausgerüstete Fahrzeuge beliebig bewegen können,

Fig. 2 und 3, in größerem Maßstab, eine Einzelheit der Fahrbahn, in der die Anordnungen der Stromabnahmebürsten veranschaulicht sind,

Fig. 4 und 5 die elektrischen Verbindungen zwischen dem Fahrmotor und den Stromabnahmebürsten,

Fdg. 6 das Schaltbild für eine Speisevorrichtung mit Überwachungsmitteln elektronischer Art. ao

Nach den Fig. 1 und 2 besteht die Fahrbahn A₃ auf der sich die Fahrzeuge B nach jeder gewünschten Richtung hin bewegen, aus mehreren metallischen Zonen oder Streifen 10 geeigneter Breite L, die durch Isolierstreifen 12 von der Breite L₁ voneinander ge- as trennt sind. Die metallischen Zonen 10 sind wechselweise zueinander parallel geschaltet, und immer zwei benachbarte Zonen sind mit den beiden Klemmen der Stromquelle verbunden.

Jedes der sich auf der Fahrbahn A bewegenden Fahrzeuge B besitzt einen Fahrmotor C (s. Fig. 4), und zwar einen Kommutatormotor, mit dessen Anker 14 zwei zueinander parallel geschaltete Feldwicklungen 16 und 18 verbunden sind.

Der Fahrmotor C wird über geeignete Stromabnehmer, die im allgemeinen aus drei zweckmäßig angeordneten Stromabnahrnebürsten 20, 22 und 24 bestehen, aus den metallischen Zonen 10 mit Strom versorgt.

Die Stromabnahmebürste 20 steht unmittelbar mit dem Anker 14 des Fahrmotors C in Verbindung; die Stromabnahmebürste 22 ist dagegen mit einer der Klemmen des Unterbrechers 26 verbunden, dessen andere Klemme an das eine Wicklungsende eines ElektromagnetB 28 angeschlossen ist. Das andere Ende dieses Elektromagnets steht wieder mit der Feldwicklung 16 des Fahrmotors C in Verbindung.

Entsprechend ist die Stromabnahmebürste 24 mit der Feldwicklung 18, wobei die genannte Bürste 24 mit einem durch den Elektromagnet 28 gesteuerten Unterbrecher 30 in Reihe geschaltet ist, und weiter mit der Wicklung eines Elektromagnets 32 verbunden, der seinerseits den Unterbrecher 26 für die Feldwicklung 16 steuert.

Wird eine der Wicklungen der Elektromagnete 28 bzw. 32 von einem Strom durchflossen, so öffnet der betreffende Elektromagnet den zugehörigen Unterbrecher 30 bzw. 26 und unterbricht den Strom durch die andere Stromabnahmebürste.

Die drei Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 sind am Fahrzeug B an den Spitzen eines Dreiecks so angeordnet, daß mindestens zwei Bürsten zwei benachbarte Zonen 10 der Fahrbahn A berühren.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 an den Spitzen eines Dreiecks und in einer solchen Entfernung voneinander angeordnet, daß die kürzeste Seite des Dreieckes mindestens der Breite L einer Zone 10 einschließlich der Doppelbreite L₁ des Isolierstreifens 12 entspricht.

Nach Fig. 2 sind die Stromabnahmebürsten an den Spitzen eines ungleichseitigen Dreieckes angeordnet, dessen kürzeste Seite im wesentlichen gleich oder größer ist als die Breite L der Zone 10.

Wenn die Längsachse des Fahrzeuges B zur Längsachse einer Zone 10 parallel verläuft, so liegt die Stromabnahmebürste 20 auf einer Parallelen X-X zu der genannten Achse.

Dagegen befinden sich die Stromabnahmebürsten 22 und 24 in einer — lotrecht zur Parallelen X-X gemessenen — gegenseitigen Entfernung L₃, die gleich L + 2L₁ + L₄ ist, wobei mit L₄ die Breite einer Bürste bezeichnet ist.

Die in Richtung der Parallelen X-X gemessene Entfernung zwischen der Stromabnahmebürste 20 und der Stromabnahmebürste 24 entspricht genau der Breite L einer Zone 10, und die Entfernung zwischen den Stromabnahmebürsten 20 und 22, in Richtung der Parallelen X-X gemessen, ist L₅ = L + 2 L₁.

Diese Anordnung der Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 gestattet, das Fahrzeug B nach jeder Richtung hin auf der Fahrbahn A zu leiten, ohne daß sich dadurch Kurzschlüsse ergeben oder der Fahrmotor des Fahrzeuges zum Stillstand kommt, wenn zwei Stromabnahmebüreten auf einer Zone 10 schleifen.

In Fig. 2 ist auch die Lage der Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 bei einer zur Längsachse der Zonen 10 um 90° versetzten Richtung des Fahrzeuges B veranschaulicht. Auch bei dieser Stellung ergeben sich die oben geschilderten Verhältnisse.

Es ist allgemein bekannt, daß bei einem Kommutatormotor die Drehrichtung unverändert bleibt, unabhängig von der Polarität der Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24.

Es kann weiter, wie nachstehend näher erklärt werden soll, die oben beschriebene und dargestellte Anordnung der Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 auf den Spitzen eines gleichseitigen bzw. gleichschenkligen Dreieckes auch bei mehr als drei Stromabnahrnebürsten angewendet werden.

In diesem Fall werden die weiteren Stromabnahmebürsten zur Stromabnahmebürste 20 parallel geschaltet und mit dem Anker 14 des Fahrmotors C über ein den Schaltern 28-30 und 26-32 entsprechendes Schalterpaar verbunden.

In Fig. 5 ist eine Abwandlung der Speisevorrichtung nach der Erfindung dargestellt, in der der Fahrmotor C ein Doppelkommutatormotor mit zwei Feldwicklungen 16a und 18ο ist.

Wie bereits an Hand der Fig. 2 und 4 angedeutet, sind die Stromabnahmebürsten 20o, 22a und 24a zweckmäßig auf den Spitzen eines Dreieckes angeordnet. In diesem Fall arbeitet der Fahrmotor dann, wenn in den Speisestromkreis der erste bzw. der zweite Stromwender mit der zugehörigen Feldwicklung 16 α oder 18 a eingeschaltet wird.

Fig. 6 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für eine Speisevorrichtung nach der Erfindung, bei der jede Stromabnahmebürste mit zwei Gleichrichtern verbunden ist.

In dieser Abwandlung sind vier Stromabnahmebürsten vorgesehen; die drei ersten Stromabnahmebürsten 20, 22 und 24 (s. auch Fig. 3) sind auf den Spitzen eines gleichseitigen Dreieckes mit der Seitenlänge L₃ = L + 2 L₁ + L₄ angeordnet. Die vierte Stromabnahmebürste 25 ist dagegen im Schwerpunkt des genannten gleichseitigen Dreieckes angeordnet.

Je eine der vier Stromabnahmebürsten steht mit einem zugehörigen Gleichrichterpaar 36-37, 38-39 in Verbindung.

Claims

Dabei sind die Gleichrichter eines jeden Gleichrichterpaares in bezug auf ihre Durchlaßrichtung gleichsinnig hintereinandergeschaltet. Die Stromabnahmebürsten 20, 22,24 und 25 sind, wie in Fig. 6 dargestellt, mit den zugehörigen Gleichrichterpaaren 36-37, 38-39 verbunden. Die freien Klemmen der Gleichrichter 36, 38,40 und 42 sind sämtlich an die eine Klemme des Fahrmotors C angeschlossen, die freien Klemmen der Gleichrichter 37, 39, 41 und 43 an dessen andere Klemme. Die Folge davon ist, daß, wenn zwei beliebige der Stromabnahmebürsten 20, 22, 24 und 25 mit zwei benachbarten metallischen Zonen 10 in Berührung stehen, sich dadurch kein Kurzschluß ergibt, da der Strom über zwei Gleichrichter immer durch den Fahrmotor C geführt wird. Es ist klar, daß die beschriebene Speisevorrichtung nach Fig. 6 sowohl bei Gleich- als auch Wechselstromspeisung Anwendung finden kann. In letzterem Faill wird der Kommutatormotor mit gleichgerichtetem Strom gespeist. Jeder einzelne Gleichrichter wird für die höchste vom Fahrmotor C aufgenommene Stromstärke bemessen. Die beschriebene Speisevorrichtung kann, wenngleich mit weniger Vorteil, mit nur drei Stromabnahmebürsten arbeiten. Jedoch kann die Zahl der Stromabnahmebürsten vorteilhaft auch auf vier, sechs, acht. . . erhöht und dadurch können die Fortbewegung des Fahrzeuges und seine Speisung verbessert werden. Die Stromabnahmebürsten können übrigens jede Art und Form aufweisen und, bei Fahrzeugen mit metallischen Rädern, teilweise durch diese selbst ersetzt werden. Sie sind dann voneinander elektrisch zu isolieren. Patentansprüche:

1. Speisevorrichtung für die Fahrmotoren von elektrischen Triebfahrzeugen für Vergnügungsparkanlagen od. dgl., die sich auf einer mit einer Mehrzahl von leidenden Zonen ausgerüsteten Fahrbahn bewegen, gekennzeichnet durch mindestens drei als Stromabnehmer wirkende Stromabnahmebürsten, durch Mittel zur Überwachung des Stromweges für mindestens zwei der in bezug auf die den Fahrmotor speisenden Klemmen zueinander parallel geschalteten Stromabnahmebürsten derart, daß bei gleichem Potential der beiden Stromabnahmebürsten die genannten Überwachungsmittel den Durchgang des Stromes zum Fahrmotor freigeben, bei einer PotentialdifFerenz zwischen den beiden Stromabnahmebürsten dagegen einen der beiden zueinander parallel geschalteten Stromwege zwischen denStromabnabmebürsten und dem Fahrmotor selbsttätig unterbrechen.

2. Speisevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektromagnete vorgesehen sind sowie zwei Unterbrecher, die wechselseitig von den Elektromagneten gesteuert werden und die einen Endklemmen der zwei Elektromagnete je mit einer der Fahrmotorklemmen verbinden, und daß weiter Mittel vorgesehen sind, um -die anderen Endklemmen der Elektromagnete an

eine der Klemmen des zweiten bzw. des ersten Unterbrechers anzuschließen, deren andere Klemmen mit den zugehörigen Stromabnahmebürsten in Verbindung stehen.

3. Speisevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor zwei Feldwicklungen besitzt, deren eine Endklemmen mit einer Ankerklemme verbunden sind, während die anderen Endklemmen mit den Klemmen an zwei der genannten Stromabnahmebürsten angeschlossenen Wicklungen der beiden Elektromagnete in Verbindung stehen.

4. Speisevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor als Doppelkommutatormotor mit zwei Feldwicklungen ausgebildet ist, von deren Endklemmen die eine an die Bürste des zugehörigen Stromwenders und die andere Endklemme an eine der drei Stromabnahmebürsten angeschlossen ist, während die beiden freien Stromwenderbürsten miteinander und mit der dritten Stromabnahmebürste verbunden sind.

5. Speisevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektronische Mittel vorgesehen sind, die mit je einer Stromabnahmebürste so in Verbindung stehen, daß der Fahrmotor stets Strom erhält.

6. Speisevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Stromabnahmebürste ein Paar Gleichrichter vorgesehen ist, die in bezug auf ihre Durchlaßrichtung gleichsinnig miteinander in Reihe geschaltet und deren Endklemmen an die Fahrmotorklemmen geschlossen sind, während die Stromabnahmebürsten je mit dem Verbindungspunkt der beiden zugehörigen Gleichrichter in Verbindung stehen.

7. Speisevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnahmebürsten an den Spitzen eines Dreieckes angeordnet sind.

8. Speisevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kürzesten Dreieckseite gleich oder größer ist als die Breite der die Fahrbahn bildenden metallischen Zonen oder Streifen.

9. Speisevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der drei Stromabnahmebürsten an der Längsachse des Fahrzeuges angeordnet ist, während die beiden anderen Stromabnahmebürsten von der ersten Stromabnahmebürste um eine Länge entfernt sind, die gleich ist der Breite einer metallischen Zone, vermehrt um die doppelte Dicke der die metallischen Zonen voneinander trennenden Isolierstreifen.

I. 0. Speisevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vier Stromabnahmebürsten vorgesehen sind, von denen drei Stromabnahmebürsten an den Spitzen eines gleichseitigen Dreieckes angeordnet sind, während die vierte Stromabnahmebürste im Schnittpunkt der Mittellinien des Dreieckes vorgesehen ist.

II. Speisevorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Stromabnahmebürsten von den voneinander isolierten Metallrädern des Fahrzeuges selbst gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen