DE312298C

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Publication number: DE312298C
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Die bis jetzt bekannten elektrischen Wagenzüge, z. B. die in der deutschen Patentschrift 238516 beschriebenen, wurden sowohl bei großer wie bei geringer Wagenzahl mit ein und derselben Antriebsmaschine betrieben, die natürlich nach der größten Zuglänge bemessen werden mußte. Da die Fahrten mit kleiner Zuglänge aber viel häufiger als jene mit großer Wagenzahl vorkamen, so wurde die Antriebsmaschine nur sehr selten voll ausgenutzt. Das ergab einen kleineren Wirkungsgrad, unnötig hohen Brennstoffverbrauch und unvollständige Ausnutzung des Anlagekapitals.The previously known electric car trains, e.g. B. in the German Patent 238516 described were both large and small Number of cars with one and the same drive engine operated, which of course are measured according to the greatest train length had to. Since the journeys with a small train length are much more frequent than those with a large number of cars occurred, the prime mover was only very rarely fully utilized. That resulted in a lower efficiency, unnecessarily high fuel consumption and incomplete Utilization of the investment capital.

Die vorliegende Erfindung beseitigt nun durch die neue Einrichtung nach Anspruch 1 diese Nachteile der bisher bekannten elektrischen Wagenzüge vollständig, indem die Maschinenanlage auf dem Maschinenwagen nurThe present invention is now eliminated by the new device according to claim 1 these disadvantages of the previously known electric car trains completely by removing the machinery on the machine carriage only

ao nach der am häufigsten vorkommenden Zuglänge dimensioniert und für längere Züge oder größere Steigungen und Lasten ein zweiter, mit dem ersten identischer Maschinenwagen vorgesehen wird, der ähnlich wie bei den Eisenbahnzügen die Rolle der Hilfs- oder Zusatzlokomotive übernimmt.ao dimensioned according to the most frequently occurring train length and for longer trains or larger gradients and loads a second machine carriage identical to the first is provided, the role of the auxiliary or auxiliary locomotive, similar to the railroad trains takes over.

Außer der erhöhten Wirtschaftlichkeit eines solchen Zuges bietet aber die erfindungsgemäße Anwendung eines zweiten Maschinenwagens noch den Vorteil einer günstigeren Strom- und Spannungsverteilung in den langen Kabeln des Zuges. Die Fig. 1 zeigt die Strom- und Spannungsverteilung in einem Zuge von zehn Anhängewagen bei Betrieb mit einem und mit zwei Maschinenwagen. Die Kurven P₁,1₁ und J₁ gelten für einen Zug mit einem Maschinenwagen, die Kurven P₂, i₃ und J₂ für einen solchen mit zwei Maschineiiwägen. Die P-Kurven zeigen den Spannungsabfall, i die Ankerstromstärken und 7 die Stromstärke in den Speisekabeln. Aus dem Vergleich der beiden Kurven I₁ und i₂ ersieht man, daß für eine bestimmte, der normalen Leistung entsprechende Stromaufnahme i_n des Motorankers im letzten Anhängewägen des Zuges beziehungsweise in der Zugmitte die Stromaufnahme der einzelnen Wagen beim Zuge mit einem Maschinenwagen im höhet en Grade verschieden ist, als beim Zuge mit zwei Maschinenwagen. Diese ungleiche Stiomaufnähme verleiht den vorderen Wagen im Zuge eine größere Zugkraft als den nachfolgenden, wodurch die Kupplungen zwischen den einzelnen Wagen des Zuges durch Zug- und Druckkräfte beansprucht werden, die gefährlich werden können, wenn hohe Leistungen zum Fahren des Zuges auf Steigungen oder Sandwegen nötig sind. Diese Ungleichheit wird durch die vorliegende Erfindung auf ein Mindestmaß zurückgebracht. Die Kurven J₁, J₂ ■ zeigen die Abnahme der Stromstärke längs der durchgehenden Speiseleitungen für die Elektromotoren. Bei einer bestimmten Stromstärke i_n im letzten Wagen des Zuges bzw. in den beiden mittleren An- 6_S hängewagen ist die Belastung des Kabels beim Zuge mit nur einem Maschinenwagen viel größer. Beim Zuge mit zwei MaschinenwagenIn addition to the increased economy of such a train, the use of a second machine car according to the invention also offers the advantage of a more favorable current and voltage distribution in the long cables of the train. Fig. 1 shows the current and voltage distribution in a train of ten trailer wagons when operated with one and two machine wagons. The curves P _1, 1 ₁ and J ₁ are for a train with a machine carriage, the curves P _2, i ₃ and J ₂ of such two Maschineiiwägen. The P curves show the voltage drop, i the armature currents and 7 the current in the feeder cables. From the comparison of the two curves I ₁ and i _{2 it} can be seen that for a certain current consumption i _n of the motor armature corresponding to the normal power in the last trailer of the train or in the middle of the train, the current consumption of the individual wagons in the train with a machine wagon is higher It is a bit different than the train with two machine wagons. This unequal Stiomaufnähme gives the front car in the train a greater pulling force than the following, whereby the couplings between the individual cars of the train are stressed by tensile and compressive forces, which can be dangerous if high performance is required to drive the train on inclines or sandy paths are. This inequality is minimized by the present invention. The curves J ₁ , J ₂ ■ show the decrease in the current intensity along the continuous feed lines for the electric motors. At a certain current strength i _n in the last car of the train or in the two central arrival 6 _S is suspension trolley, the load of the cable during the course with only one machine carriage much greater. On the train with two machine cars

ist die Stromstärke in der Mitte des Kabels sogar Null. Die Kurven P₁, P₂ zeigen, daß der Spannungsabfall längs des Zuges ι größer ist als beim Zuge 2.the current in the middle of the cable is even zero. The curves P ₁ , P ₂ show that the voltage drop along the train ι is greater than that of the train 2.

Durch die günstigere Strom- und Spannungsverteilung bei dem durch die vorliegende Erfindung gekennzeichneten Zuge werden also auch die Effektverluste geringer, d. h. der Wirkungsgrad wird erhöht.Due to the more favorable current and voltage distribution in the case of the present Invention characterized train so the effect losses are lower, d. H. the Efficiency is increased.

Die naheliegendste Art, den zweiten Maschinenwagen dem ersten zuzuschalten, wäre nun die in allen elektrischen Kraftanlagen mit mehreren Stromerzeugern übliche, nämlich die, daß sowohl die Hauptdynamos wie die. Stromquellen für die Feldwicklungen der Elektromotoren parallel geschaltet werden. Dabei wurden aber die Vorteile der Reihenschaltung dieser Feldwicklungen fortfallen. Die Feldstärke würde bei jedem Motor eineThe most obvious way to connect the second machine car to the first would be now the one common in all electrical power plants with multiple generators, namely the, that both the main dynamos as the. Power sources for the field windings of the Electric motors are connected in parallel. In this case, however, the advantages of connecting these field windings in series are no longer available. The field strength would be one for each motor

ao andere sein, mithin auch die Zugkraft. Diese Verschiedenheit der Zugkraft der- einzelnen Motoren würde unübersehbare mechanische Spannungen in den Getrieben des Zuges hervorrufen. Die Zugkraftregelung würde sehr erschwert sein, denn die entsprechenden Regler müßten in den voneinander entfernten Führerwagen gleichzeitig und gleichmäßig betätigt werden. Dasselbe gilt für die Wagenschalter, die die Stärke des Erregerstromes unabhängig von der Wagenzahl des Zuges machen sollen,ao be different, therefore also the pulling power. These Differences in the pulling power of the individual motors would become unmistakable mechanical ones Create tension in the train's gears. The draft control would be great be more difficult, because the corresponding controllers would have to be in the remote from each other Driver car can be operated simultaneously and evenly. The same goes for the car counters, the strength of the excitation current regardless of the number of cars in the train should do,

Nach dem Anspruch 2 dieser Erfindung werden nun alle diese Nachteile dadurch beseitigt¹, daß die Stromquellen der Feldwickhingen der Elektromotoren mit diesen in Reihe geschaltet werden. Dies gestattet außerdem, den Erregerstrom je nach der Belastung, der Motoren so einzuregulieren, daß die Ankerfe'äktion aufgehoben wird.According to claim 2 of this invention all these drawbacks are now eliminated by ^1, that the current sources of the field Wick Hung of the electric motors are connected in series with these. This also allows the excitation current to be regulated depending on the load on the motors in such a way that the armature fe'äktion is canceled.

Die Fig. 2 stellt nun die soeben beschriebene Schaltung dar. Darin bedeuten D₁, D₂ die Hauptdynamomascjbinen, .e_v e₂ deren Erregerwicklungen, E₁, E₂ die für die Feldwick*- lung der Motoren und der Dynamos als2 now shows the circuit just described. Therein D ₁ , D ₂ denote the main dynamomascjbinen, e _v e ₂ their excitation windings, E ₁ , E ₂ those for the field winding of the motors and the dynamos as

♦5 Stromquellen dienenden Erregermaschinen, G₁, G₂ die « Geschwindigkeitsregler » (Spannungsregler), Z₁, Z₂ « Zugkraftregler » (Feldstromstärkenregler), W₁, W₂ die Wagenschalter, F₁, F₂ die Fabrtrichtungsumschalter, f, f die Feldwicklungen der Elektromotoren M, Ka das durchgehende Kabel für die Speisung der Motoranker und Kf dasjenige für die Speisung* der Feldwicklungen /. Die beiden Kabel sind voneinander vollständig getrennt.♦ 5 current sources serving excitation machines, G ₁ , G ₂ the «speed regulator» (voltage regulator), Z ₁ , Z ₂ «tension regulator» (field current regulator), W ₁ , W ₂ the carriage switch, F ₁ , F ₂ the color direction switch, f, f the field windings of the electric motors M, Ka the continuous cable for the supply of the motor armature and Kf that for the supply * of the field windings /. The two cables are completely separated from each other.

Die Dynamos D₁, D₂ sind nun parallel zu den Ankern, der Elektromotoren geschaltet, die Dynamos E₁, E₂ dagegen mit den Feldwicklungen f in Reihe. Zur Vereinfachung der Bedienung und zur Erhöhung der Betriebssicherheit werden nach Anspruch 3 der vorliegenden, Erfindung der Zugkraftregler Z₈ und.der Wagenschalter W₂ kurzgeschlossen. Der Zugkraftregler Z₁ und der Wagenschalter W₁ werden von vornherein so dimensioniert, daß sie sowohl für die Regelung bei der Fahrt mit einem, wie bei der Fahrt mit zwei Maschinenwagen ausreichen. Der zweite Fahrer hat nur den Geschwindigkeitsregler und seinen Antriebsmotor zu bedienen, wobei er sich nach den vom ersten Fahrer mitgeteilten Signalen richtet.The dynamos D ₁ , D ₂ are now connected in parallel to the armatures, the electric motors, while the dynamos E ₁ , E ₂ are in series with the field windings f. To simplify operation and to increase operational safety, the traction _{controller Z 8} und.der carriage switch W _{2 are} short-circuited according to claim 3 of the present invention. The tension _{regulator Z 1} and the carriage switch W ₁ are dimensioned from the outset so that they are sufficient both for the control when driving with one, as when driving with two machine wagons. The second driver only has to operate the cruise control and his drive motor, following the signals communicated by the first driver.

Nach einer besonderen Schaltungsausführung werden nach Fig. 3 die Erregerwicklungen e_t, e₂ der Dynamomaschinen D₁, D₂ mittels des durchgehenden Kabels Kr zueinander und mit den beiden Erregerdynamos E₁, E₂ in Reihe geschaltet, während der Geschwin-. digkeitsregler G₂ kurzgeschlossen wird. Der Geschwindigkeitsregler G₁, der von vornherein so dimensioniert wird,, daß er sowohl für die Fahrt mit einem, wie für den Betrieb mit zwei Führerwagen ausreicht, und der auch eine Umkehrung des Erregerstromes gestattet, dient dann zum Anfahren, zur Geschwindigkeitsregelung, zum Bremsen und zum Anhalten der Elektromotoren des ganzen Zuges von einer Stelle aus, wodurch die Betriebssicherheit in besonderem Maße erhöht wird. Dem zweiten Fahrer verbleibt nur noch die Regelung seines Antriebsmotors, wobei er sich nach den Signalen des ersten Fahrers richtet. Der Fahrer 1 verteilt die Zuglast auf beide Maschinenwagen, indem er als Kontrollapparate die Voltmeter, die die Klemmenspannungen der Dynamomaschinen D₁, D₂ZtI-zeigen^ bzw. ein Differentialinstrument, ferner das Amperemeter A₁ im Hauptstromkreise seiner Dynamo D₁ und das als Zugkraftmesser dienende Amperemeter As gebrauchen kann. Werden als Antriebsmaschinen Benzinmotoren verwendet, deren Tourenzahl bekanntlich von der Belastung empfindlich abr hängt, so merkt der zweite Fahrer schon an den Touren seines Motors, daß der erste Fahrer den Zug anfährt; beschleunigt, bremst oder anhält und kann sofort die entsprechenden nötigen Maßnahmen treffen.
, Nach einer anderen Ausführungsform dieser Zugschaltung wird die Klemmenspannung der Dynamo D₂ durch einen spannungsempfindlichen Apparat, Schnellregler oder dergleichen automatisch einreguliert derart, daß sie zur Klemmenspannung der Dynamo D₁ in einem der Lastverteilung entsprechenden Verhältnis zu stehen kommt. Soll z. B. die Zuglast auf die beiden Dynamos gleichmäßig verteilt werden, so wird die Klemmenspannung der Dynamo D₂ stets gleich der Klemmenspannung von Z)₁ sein müssen. Im anderen Falle wird ein anderes, der.Lastverteilung entsprechendes Verhältnis der beiden Spannungen zueinander einzustellen sein. According to a special circuit design, according to FIG. 3, the excitation windings e _t , e _{2 of} the dynamo machines D ₁ , D _{2 are} connected in series with one another and with the two excitation dynamos E ₁ , E ₂ by means of the continuous cable Kr , during the speed. speed controller G _{2 is} short-circuited. The speed controller G ₁ , which is dimensioned from the outset so that it is sufficient for driving with one as well as for operation with two driver's cars, and which also allows a reversal of the excitation current, is then used for starting, for speed control, for braking and to stop the electric motors of the entire train from one point, whereby the operational safety is increased to a particular degree. The second driver only has the control of his drive motor, whereby he is guided by the signals of the first driver. The driver 1 distributes the tensile load on both machine cars by using the voltmeters as control devices, which show the terminal voltages of the dynamo machines D ₁ , D ₂ ZtI ^ or a differential instrument, furthermore the ammeter A ₁ in the main circuit of his dynamo D ₁ and that as Tensile force meter serving ammeter As can use. If gasoline engines are used as the drive machines, the number of revolutions of which is known to be sensitive to the load, the second driver notices from the revolutions of his engine that the first driver is starting the train; accelerates, brakes or stops and can immediately take the necessary measures.
According to another embodiment of this pull circuit, the terminal voltage of the dynamo D ₂ is automatically regulated by a voltage-sensitive device, rapid regulator or the like in such a way that it is in a ratio to the terminal voltage of the dynamo D ₁ corresponding to the load distribution. Should z. If, for example, the tensile load is evenly distributed between the two dynamos, the terminal voltage of the dynamo D ₂ must always be equal to the terminal voltage of Z) ₁ . In the other case, a different ratio of the two voltages to one another, corresponding to the load distribution, will have to be set.

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Dadurch erspart man das Kabel Kr, und auch der zweite Fahrer erhält einen Kontrollapparat. This saves the cable Kr, and the second driver also has a control device.

Bei allen diesen Ausführungen Werden die Maschinenwagen in identischer Bauart aus-. geführt und mit identischen Apparaten .usw. versehen, so daß derselbe Maschinenwagen sowohl als Führerwagen wie als Hilfslpkomotive verwendet werden kann. Dadurch wirdIn all of these designs, the machine carriages are of identical design. out and with identical devices .etc. provided so that the same machine carriage both can be used as a driver's car or as an auxiliary engine. This will

ίο an Anlagekosten gespart und die Betriebsbereitschaft des Zuges wird erhöht.ίο saved on system costs and operational readiness the turn is increased.

Claims

Patent Claims:

ι. Device for driving electric car trains with two machine cars, their power generators at the same time act on one and the same cable in the train, thereby identifying

ao draws that the field circuit and the armature circuit are completely different from each other are also separated with regard to the power generator.

2. Device according to claim t, there-

characterized in that the power sources of the two machine cars for the Armature of the electric motors are connected in parallel to each other, while the Power sources for the field windings of the electric motors are connected in series. ·

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the control of the excitation current .der the electric motors happens from the front machine carriage.

4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the excitation coils of the two main dynamo machines by means of a special continuous line are connected in series, for the purpose of starting off, speed control, braking and stopping the electric motors of the whole train to be able to do this from the front machine carriage ..

5. Embodiment according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the Terminal voltages of the two main dynamo machines are automatically regulated in relation to each other.

1 sheet of drawings.