DE94789C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

EMIL DICK in WIEN.

für Eisenbahnzüge.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das bekannte System der elektrischen Wagenbeleuchtung, bei welcher eine Dynamomaschine , sowie Sammlerbatterien in Anwendung kommen. Jeder Wagen ist mit je einer Sammlerbatterie ausgestattet und aufserdem ist in einem Wagen des Zuges die Dynamomaschine angebracht, welche den erforderlichen Strom zum Laden der,Batterie oder auch zum gleichzeitigen Laden und Beleuchten liefert; dieser Wagen enthält auch alle zur Dynamomaschine gehörenden Schalt-, Regelungs- und Sicherheitsvorrichtungen.

Durch alle Wagen geht eine Hauptleitung, wobei die Verbindung der einzelnen Wagen unter einander durch biegsame Kabel und leicht lösbare Kuppelungen erfolgt, welche an den Wagendecken angebracht sind. Der Antrieb der Dynamomaschine erfolgt durch einfache Zahnradübersetzung von einer Wagenachse aus, an welcher die Dynamomaschine in bekannter Weise angeordnet ist.

Im Folgenden soll die Schaltung der Lampen, der Secundärbatterien sowie der Dynamomaschine und der dazu gehörigen Schaltun d Regelungsvorrichtungen an der Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden.

In die durch den ganzen Zug hindurchlaufende Hauptleitung I, II sind in jedem Wagen die erforderlichen Glühlampen durch Leitungen I₁,1I₁ im Nebenschlufs parallel zu einander geschaltet.

Des Weiteren sind in dem Nebenschlufs I₁, H₁, jedoch mit den Lampen g g einen geschlossenen Leiter bildend, die Sammlerbatterie C sowie ein Lampenregelungswiderstand W geschaltet, dessen Gröfse von einem in einem Nebenschlufs ζ der Hauptleitung I, II gelegenen Solenoid W₁ geregelt wird, dessen Kern W₂ in ein Quecksilbergefäfs w_s taucht, das aus über einander liegenden und von einander isolirten Metallringen w_i gebildet wird, die mit den einzelnen Elementen des Widerstandes W leitend verbunden sind, so dafs eine um so gröfsere Anzahl von Widerstandselementen aus der Leitung I₁, H₁ ausgeschaltet wird, als Ringe w± von dem Quecksilber gleichzeitig benetzt werden.

Da nun die Höhenlage des Magneten W₂ von der Stromstärke des in dem Solenoid W₁ fliefsenden Stromes abhängt, so wird bei entsprechender Wahl der Drahtstärke, der Windungszahl und des Durchmessers des Solenoides der in der Hauptleitung auftretende Strom in der Zweigleitung I₁, H₁ auf constanter Spannung erhalten werden können.

Um eine heftige Bewegung . des Solenoidkernes W₂ zu vermeiden, ist das Ende desselben mit einem kleinen Kolben w⁶ versehen, der in einem undicht schliefsenden Cylinder w⁷ geführt ist.

Die bisher besprochene Schaltung wiederholt sich in jedem Wagen, während die im Folgenden zu besprechenden Einrichtungen nur in dem in dem Zuge befindlichen Stromerzeugerwagen angeordnet sind.

In die durch den ganzen Zug hindurchgehende Hauptleitung I, II ist der Anker α der Dynamomaschine A sowie dessen Elektromagnet Ci₁ parallel zu einander geschaltet, und

zwar ist der Anker α in dem Nebenschlufs IH₁ bis IH₆, der Elektromagnet a_x in dem Nebenschlufs IV₁ bis IV₄ geschaltet.

In dem Stromkreis IH₁ u. s. w: des Dynamoankers α ist eine Reihe von Vorrichtungen eingeschaltet, die der Reihe nach besprochen werden sollen:

1. der Stromwender F, welchem die Aufgabe zufällt, die mit der Bewegungsrichtung des Zuges sich ändernde Richtung des Ankerstromes dem Batteriestrom parallel zu schalten;

2. der Apparat B, welchem die Aufgabe zufällt, die Dynamomaschine so lange aus der Hauptleitung ausgeschaltet zu erhalten, als der von ihr erzeugte Strom nicht die zur Speisung der Lampen bezw. der Batterie nöthige Spannung erreicht hat, und welcher somit auch das Rückströmen des Batteriestromes in die Dynamomaschine hintanhä'lt;

3. eine Wickelung Cl₁ einer mit drei Wickelungen umgebenen Spule des selbsttätigen Widerstandsreglers JD des Erregerstromes, und schliefslich

4. ein Dämpfungswiderstand S.

In den Stromkreis IV₁ u. s. w. des Elektromagneten a_Y sind folgende Apparate geschaltet: ι. ein Vorschaltwiderstand a.₂,

2. die zweite Wickelung d₂ des schon früher erwähnten Apparates D,

3. ein Widerstand r, dessen Gröfse von -D geregelt wird.

Die vorerwähnten Apparate sollen nunmehr in der oben angeführten Reihenfolge beschrieben werden.

Der Stromwender F besteht aus einem Elektromagneten f mit Drehanker^, auf dessen Welle f₂ drei zweiarmige, von einander isolirte Hebel g h k befestigt sind, unter deren hakenförmigen Enden sechs Quecksilbergefäfse 8Ί £2 K h-2 &i &2 entsprechend angeordnet sind, von weichen die erstgenannten vier durch Leiter IH₀ kreuzweise, die letzgenannten k₁ Ar₂ durch Leiter Ar₀ direct mit einander verbunden sind.

Die Wickelung des Elektromagneten f ist in einem Nebenschlufs 1 der Hauptleitung, jene der Trommel f_x in einen Nebenschlufs 2 der Dynamoleitung in der Weise geschaltet, dafs die letztgenannten Leiter 2, 2 an die von einander isolirten Hebel g und h anschliefsen, welche, wie aus dem Schema ersichtlich, mit den Bürsten a₃ a₄ durch die Leiter HI₂, IH₃ direct verbunden sind; die Gefäfse g.₂ und /1, sind direct an die Theile IH₁ und IH₄ der Dynamoleitung angeschlossen.

Der Stromwender F dient auch gleichzeitig dazu, den früher erwähnten Vorschaltwiderstand O₂ der Erregerleitung IV₁ bis IV₄ während des Laufes der Dynamomaschine kurz zu schliefsen; es sind zu diesem Ende von zwei zu beiden Seiten des Widerstandes a.₂ liegenden Punkten dieser Leitung IV₁ der eine durch Leitung 3 mit dem isolirten Hebel k, der zweite durch Leitung 4 mit einem der beiden durch das Leiterstück Ar₀ leitend mit einander verbundenen Quecksilbergefäfse Ar₁ Ar₂ verbunden.

Der Apparat B besteht aus dem zweiarmigen Hebel, der einerseits den Stahlmagneten b_v andererseits den Stahlmagneten b.₂ trägt; ferner aus den zugehörigen Solenoiden b₃b_i, von welchen das eine b_s als Hauptstromspule in die Dynamoleitung HI₁ bis IH₆, das zweite b.₂ als Spannungsspule in einen Nebenschlufs 5 der Dynamoleitung IH₁ bis IH₆ eingeschaltet ist, und in welchem Nebenschlufs 5 auch die dritte innerste Wickelung d₃ der aus den drei Wickelungen d₁ d₂ d_s bestehenden Spule des Apparates D gelegen ist.

Der Stahlmagnet b, ist an seinem unteren Ende mit einer Gabel b₅ versehen, deren Zinken bei stromlosem Zustande der Solenoide b_s b_t, oberhalb der beiden Quecksilbergefäfse b₆ b₇ festgehalten werden.

Der Apparat D ist von gleicher Bauart wie der selbsttätige ■ Widerstandsregler Ww₁ der Glühlampenschaltung und unterscheidet sich von letzterem nur dadurch, dafs das Solenoid aus drei Wickelungen d₁ d.₂ d_s besteht, deren Schaltung schon besprochen wurde, so dafs hier nur die Arbeitsweise des Reglers zu besprechen übrig bleibt.

Die Wickelungen d_x und d₃, von welchen die eine ^₁ in den Hauptstrom, die zweite d₃ in einen Nebenschlufs 5 der Hauptleitung geschaltet ist, unterstützen einander, jene d.₂ wirkt den beiden Wickelungen d_x d₃ entgegen.

In der Ruhelage sinkt der Eisenkern d₆ infolge seines Gewichtes vollständig in das Getäfs af₅, das Quecksilber wird in die Höhe getrieben und schliefst nach und nach den ganzen Regelungswiderstand r kurz.

In dieser Lage verbleibt der Eisenkern d, wenn die Maschine abgeschaltet ist, oder auch wenn die Dynamomaschine bei einer gewissen Zuggeschwindigkeit Strom an die Hauptleitung abgiebt.

Nimmt nun die Umdrehungszahl der Maschine zu, so nimmt auch die Klemmenspannung und dadurch die an die Hauptleitung I, II abgegebene Stromstärke zu, und erreicht letztere eine gewisse höchste Höhe, so nehmen auch die Amperewindungen der Hauptstromwickelung d_x wie der der Nebenschlufswickelung d_t zu und der Eisenkern d wird in das Solenoid eingezogen, wodurch der Spiegel des Quecksilbers im Gefäfs d_i sinkt und Einschaltung von Widerstand in den Erregerstromkreis IV₁ bis IV₄ der Dynamomaschine erfolgt.

Durch die hierdurch erfolgende Schwächung des Erregerstromes IV₁ bis IV₄ wird die Kraft

der den Windungen d_x d_s entgegenwirkenden Windung d.₂ abgeschwächt, wodurch der Kern d um so sicherer in der neuen Lage festgehalten werden wird.

■.. Durch richtige Abstufungen dieser Wickelungen d_x d.₂ d₃ ist es möglich, von der Dynamomaschine einen Strom zu entnehmen, welcher sich innerhalb bestimmter Grenzen ändert; mitzunehmender Ladung der Batterien nimmt der Eisenkern d eine höhere Lage ein und ist bei fast vollendeter Ladung bei höchster Zuggeschwindigkeit ganz in das Solenoid d₁ d.₂ d₃ eingezogen, wodurch die Stromstärke der Dynamomaschine infolge des geschwächten Erregerstromes abnimmt; bei abnehmender Umdrehungszahl findet das Umgekehrte statt.

Im Folgenden soll die Arbeitsweise dieser Anordnung erläutert werden.

Die beim Stillstand des Zuges stromlose Dynamoleitung IH₁ bis IH₆ wird durch den Apparat B, dessen Gabel b_h im stromlosen Zustande der Leitung HI₁ bis IH₆ sich oberhalb der Quecksilbergefäfse i>₆ b₇ befindet, unterbrochen, während eine zweite Unterbrechung des Dynamostromkreises bei dem StromwenderF erfolgt, dessen Stromschlufshebel ghk sich in waagrechter Lage befinden und weder in die rechts noch in die links gelegenen Quecksilbergefäfse eintauchen.

Durch diese doppelte Stromkreisunterbrechung ist auch der Dynamoanker α davor bewahrt, dafs der Batteriestrom in denselben zurückströme.

Während aber, wie auseinandergesetzt, die Dynamoankerleitung völlig stromlos ist, fliefst durch die im Nebenschlufs der Hauptleitung I, II gelegene Leitung IV₁ bis IV₄ des Feldmagneten 1J₁ ein Strom, der durch den in den zugehörigen Stromkreis IV₁ bis IV₄ eingeschalteten Widerstand a₂ zur Vermeidung von Stromverlust auf ein zulässiges geringstes Mafs herabgemindert wird.

In dem Augenblick, in welchem sich der Zug in' Bewegung setzt, wird der Anker α der Dynamomaschine der Richtung des Zuges entsprechend angetrieben, und da, wie früher erläutert, in der Erregerleitung IV₁ bis IV₄ ein schwacher, von den Sammlerbatterien C herrührender Strom fliefst, so wird auch in der Ankerleitung IH₁ bis IH₆ ein schwacher Strom erzeugt, der den einzigen durch die Leiterstücke 2, 2 sich ihm darbietenden Weg nehmen und den Drehanker f_Y umkreisen wird.

Da in dem Elektromagneten f durch die Leitungen 1,1 ein schwacher Nebenschlufsstrom der Hauptleitung 1,11 fliefst, so wird je nach der Richtung des um den Drehanker J₁ fliefsenden Stromes die Welle f₂ sammt Hebel ghk entweder im Sinne des Pfeiles ρ oder des Pfeiles q verdreht werden.

Nehmen wir an, der Anker habe sich im Sinne des Pfeiles ρ gedreht, so werden die über den Gefäfsen g_% h₂ k.₂ gelegenen Enden der Hebel g h k in besagte Quecksilbergefäfse eintauchen; durch diesen Stromschlufs allein würde die Dynamoleitung IH₁ bis IH₆ an die Hauptleitung I, II angeschlossen werden, wenn dieselbe nicht zwischen den Quecksilbergefäfsen b⁶ und b₇ des Apparates B unterbrochen wäre. Infolge dieser Unterbrechung mufs der Dynamostrom seinen Weg über den Nebenschlufs 5 durch die Spannungsspule b_i nehmen und wird bei einer bestimmten Spannung den Solenoidkern b₂ aufwärts ziehen; infolge des zwischen den Theilen b₂ bb₁b_i bestehenden kinematischen Zusammenhanges wird die Gabel b₅ in die Quecksilbergefäfse b₆ b₇ getaucht und die Hauptstromleitung IH₁ bis IH₆ durch das Leiterstück £_B geschlossen.

Wäre die Bewegungsrichtung des Zuges der früher vorausgesetzten entgegengesetzt gewesen, so hätte sich die Welle/₂ des Drehankers sammt den Hebeln g h k in entgegengesetzter Richtung, also im Sinne des Pfeiles q gedreht, und der Dynamostrom wäre über die Gefäfse g₁ A₁ geschlossen worden, so dafs derselbe mit Rücksicht auf die kreuzweise Verbindung der Gefäfse g₂ h.₂ g₁ h_x in der Hauptstromleitung dieselbe Richtung wie im vorerläuterten Falle innegehabt hätte.

Gleichzeitig mit den Hebeln g h wurde aber auch der Hebel k je nach der Bewegungsrichtung des Hubes in der einen oder der anderen Richtung gedreht, so dafs entweder das Gefäfs Ar₁ oder k₂ mit dem Hebel k in Berührung kommt. Durch den zwischen dem mittleren Theile des Hebels k und eines der Gefäfse Zc₁ Zc₂ erfolgenden Stromschlufs wird der Stromschaltwiderstand a.₂ der Erregerwickelung IV₁ bis IV₄ kurz geschlossen, so dafs der Erregerstrom beim Beginn der Zugbewegung sofort erheblich verstärkt wird.

Die Regelung des Erregerstromes bezw. die Vergröfserung oder Verkleinerung des in denselben einzuschaltenden Vorschaltwiderstandes r erfolgt durch den selbsttätigen Regler D, dessen Bauart und Arbeitsweise schon früher erläutert wurde.

Aus dem Gesagten geht hervor, dafs in den Glühlampenleitungen aller den Zug bildenden Wagen stets ein dem Sammlerstrom gleichgerichteter Strom fliefst.

Zur Nachtzeit, wenn die Lampenstromkreise durch den Schalter G₁ an die Hauptleitung angeschlossen sind, wird beim Stillstand des Zuges die Sammlerbatterie, während der Fahrt aber der Dynamostrom die Glühlampen speisen.

Erreicht der Zug eine derartige Geschwindigkeit, dafs die Spannung des in der Dynamomaschine erzeugten Stromes die Spannung des Batteriestromes überwiegt, so wird die Dynamomaschine gleichzeitig das Speisen der Lampen und Laden der Batterien ausführen.

Während des Tages jedoch, wenn die Glühlampen G ausgeschaltet sind, wird der ganze Dynamostrom zum Laden der Batterien verwendet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Schaltungsweise für mit Maschinen- und Sammlerbetrieb arbeitende Beleuchtungsanlagen für Eisenbahnzüge, dadurch gekennzeichnet, dafs die gleichzeitig als Umkehrer für den Maschinenstrom und Kurzschliefser für den Vorschaltwiderstand (a₂) ' des . Erregerstromkreises (IV₁ bis IV₄) dienende Vorrichtung (F) bei der zur Stromumkehrung dienenden Bewegung durch den Hebel (k) und die Quecksilbergefäfse (It₁ k.₂) den Vorschaltwiderstand (chj kurz schliefst, während bei der zur Regelung des Erregerstromes dienenden Vorrichtung ''(D) von den drei concentrischen Wickelungen die Spule (dj in den Hauptstrom (HI₁ bis IH₆), die mittlere Spule (d.₂) in den Erregerstromkreis IV₁ bis IV₄) und die dritte Spule (d_s) in den Nebenschluss (5) der Hauptstromleitung geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.