DE167035C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 21 c.

Bei den bisher bekannt gewordenen elektrischen Zugbeleuchtungsanlagen, bei welchen neben der Dynamomaschine eine Sammlerbatterie zur Anwendung kam, war es üblich, einen Widerstand anzuordnen, der mit zunehmender Spannung der Dynamomaschine mehr und mehr eingeschaltet wurde, und über welchen sowohl der Batterie- als auch der Lampenstrom zuzuführen war. Infolge dieser

ίο Schaltung trat jedoch der Übelstand ein, daß die Lampen durch das Ein- und Ausschalten des Widerstandes flackerten, d. b. je nach dem eingeschalteten Widerstände mehr oder weniger hell brannten. Um diesen Übelstand zu vermeiden, werden nach vorliegender Erfindung bei der elektrischen Zugbeleuchtung, bei welcher in bekannter Weise beim Einschalten der Dynamomaschine Lampen und Batterie parallel liegen, in der Hauptleitung zwei Widerstände parallel eingeschaltet, von denen der eine ständig in der Lampenabzweigung liegt und dadurch für die Lampen eine konstante Spannung bezw. Stromstärke während des ganzen Betriebes sichert, während die Batterie bei Einschaltung der Dynamomaschine gleichfalls Strom über denselben ebenerwähnten Widerstand erhält, bei zunehmender Spannung der Dynamomaschine jedoch vermittels eines Kontaktarmes aus dem erstgenannten Widerstand aus- und in einen zweiten Wider~ stand eingeschaltet bezw. auch aus letzterem absatzweise entsprechend der Spannungssteigerung ausgeschaltet wird, bis die Batterie unmittelbar im Stromkreise der Dynamomaschine, also ohne Vorschaltung irgend eines Widerstandes Hegt. In diesem Zustande wird die Batterie mit höherer Spannung betrieben als die Lampen, in deren Stromkreise der ersterwähnte Widerstand ständig verbleibt. Mit Rücksicht hierauf müssen die Lampen stets mit gleicher Helligkeit brennen und das bisher übel empfundene Flackern kann nicht eintreten.

Die vorliegende Erfindung ist auf beiliegender Zeichnung veranschaulicht, und zwar ist:

Fig. ι die gesamte Schaltungsanordnung in Verbindung mit einem selbsttätigen Regler und

Fig. 2 und 3 Schaltungsschemata bei zwei verschiedenen Stellungen des Schalthebels P.

In der Zeichnung ist A die Dynamomaschine, die eine solche Kapazität besitzt, um gleichzeitig die Lampen L¹L² und auch die Batterie B, die parallel zu den Lampen liegt, mit Strom zu versorgen. Da jedoch die Batterie zu gewissen Zeiten allein die Lampen mit Strom versorgen muß, so ist es notwendig, daß die zu ihrer Ladung erforderliche Spannung höher ist als die Lampen-Spannung, mit welcher die Batterie geladen wird. Demzufolge wird in Reihe mit den Lampen ein Widerstand eingeschaltet, so daß die Lampen mit niedrigerer Spannung brennen, während die Ladung der Batterie mit höherer Spannung erfolgt. Hat die Dynamomaschine beispielsweise eine Spannung von 70 Volt, so werden die Lampenwiderstände so angeordnet, daß sie 10 Volt aufnehmen und mithin die Lampen bei 60 Volt brennen. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung zeigt nun die Art und Weise der

Anordnung der Lampenwiderstände, durch . welche ein Flackern der Lampen unmöglich gemacht wird. Die Dynamomaschine wird selbsttätig in den Stromkreis eingeschaltet, wenn die Zuggeschwindigkeit eine gewisse Höhe, beispielsweise 25 km pro Stunde, erreicht, dagegen ausgeschaltet, wenn die Geschwindigkeit unter diesen Punkt fällt, in welchem Falle die Batterie allein die Speisung der Lampen zu bewirken hat.

In Fig. 2 ist die Dynamomaschine A durch den Schalter D vom Stromkreise abgeschaltet. Demzufolge wird die Batterie B über den Schalter P die Lampen direkt mit Strom versorgen. Es sei nun angenommen, daß die erforderliche Geschwindigkeit erreicht ist, so daß die Dynamomaschine die gewünschte Spannung gibt und nunmehr selbsttätig durch Schließen des Schalters D in den Stromkreis der Zugbeleuchtungsanlage eingeschaltet wird, wie dies Fig. 3 zeigt. Dieses Einschalten der Dynamomaschine erfolgt erst dann, wenn die Spannung derselben eine solche ist, daß sie den Betrieb der Lampen und der Batterie übernehmen kann. Beispielsweise wird diese Spannung auf 70 Volt festzulegen sein. Gleichzeitig mit dem Schließen des Schalters D wird auch der Schalter P so bewegt, daß er die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnimmt und mithin sowohl die Lampen als auch die Batterie B in Reihe mit dem Widerstände R schaltet. Wenn dieser Widerstand etwa 10 Volt aufnimmt, so werden in diesem Augenblicke sowohl die Lampen als auch die Batterie mit 60 Volt gespeist. Der Schalter P bleibt jedoch in der in Fig. 2 gezeigten Stellung nicht stehen, sonderti wird schrittweise nach links gedreht, bis er schließlich die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnimmt.

Durch diese Bewegung wird der WiderstandR³, der durch die Bewegung des Kontaktarmes P zunächst eingeschaltet worden war, schrittweise wieder ausgeschaltet, so daß also die Batterie B nach und nach mit immer höherer Spannung geladen wird, bis sie, wenn sich der Schalter P in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, in welcher der Widerstand R^s vollständig ausgeschaltet ist, sich direkt im Stromkreise der Dynamomaschine A befindet.

Diese Bewegung des Schalters P, und dies ist das Wesentliche der vorliegenden Erfindung, hat jedoch keinerlei Einfluß auf den Widerstand R, der nach wie vor in Reihe mit den Lampen bleibt und diesen also stets und ständig die gleiche Spannung zuführt. Ein Flackern oder Heller- und Dunklerwerden der Lampen ist daher ausgeschlossen.

In Fig. ι geht der Strom von der Bürste a der Dynamomaschine nach dem Verzweigungspunkte 2, von welchem sowohl der Lampenstromkreis als auch der Batteriestromkreis j ausgeht, und zwar verläuft ersterer über die j Widerstände R' R² entsprechend dem Widerstand R der Fig. 2 und 3, Drähte χ und y nach den beiden Lampengruppen L¹ JJ¹, Draht h, Verzweigungspunkt 3, Draht k, Schalter. D, wenn derselbe durch den bewegten Hebel P geschlossen wurde, Draht f, nach der Bürste b der Dynamomaschine A. Der Batteriestromkreis verläuft Vom Verzweigungspunkte 2 durch die dickdrähtige Spule e² des Elektromagneten E, Ring C¹ des Reglers, Kontaktarm P, über die darauf angebrachte Platte nach dem Drahtep, Batterie B und weiter vom Verzweigungspunkte 3 gemäß dem schon beschriebenen Lampenstromkreis. Beim Beginn der Zugbewegung, d. h. wenn sich der Schalter P in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung befindet, geht der Batteriestrom durch den Draht p, den Hebel P zum Punkt 13, wo der Arm P auf den Drähten χ und y liegt, und von da zu den Lampen und in die Batterie bei 3 zurück.

Die Dynamomaschine ist mit einem Regler versehen, welcher, durch einen Motor bewegt, den Widerstand im Feldmagnetstromkreise der Dynamomaschine verändert. Der Motor wird durch einen Magneten E, welcher die Dynamomaschinenspannung mißt, gesteuert, zum Zwecke, durch Veränderung der Stärke des Feldmagneten der Dynamomaschine eine konstante Spannung aufrecht zu erhalten, ohne Rücksicht auf die Veränderungen in der Dynamogeschwindigkeit, Anzahl der Lampen im Stromkreise und des von der Batterie verlangten Stromes. Derselbe Magnet beeinflußt auch den Schalter D unter Benutzung der Regelungsvorrichtung. Der Magnet enthält eine Spule von dünnem Drahte e\ welche ständig zwischen den Punkten 4 und 5 der Dynamomaschine liegt. Der Kern F dieses Magneten wird durch Glieder horizontal gehalten, von denen das eine Glied durch einen Winkelhebel K¹ gebildet ist, der an seinem äußeren Ende einen Kontakt G besitzt, der durch Draht ν mit der einen Seite des Batteriestromkreises im Punkte 6 verbunden ist. Dieser Kontakt liefert Batteriestrom (wenn die Spannung, die durch den Magneten E bestimmt wird, zu groß oder no zu klein ist) an den einen oder anderen der Kontakte G¹ und G² und weiter durch Drähte o² und o¹ nach der einen oder anderen der beiden entgegengesetzt gewickelten Feldspulen /² und /' des Motors M. Der Motor wird dadurch in der einen oder anderen Richtung gedreht und bewegt hierbei den Kon-, taktarm P derart, daß der Widerstand i?⁴, ■ der im Feldmagnetstromkreise der Dynamomaschine A liegt, vergrößert oder verkleinert wird. Auf diese Weise ist der Magnet E von der Spannung abhängig und setzt Vor-

richtungen in Tätigkeit, welche irgend eine Abweichung von dem normalen Werte der Spannung durch Stärkung oder Schwächung des magnetischen Feldes der Dynamomaschine korrigieren. Der Stromkreis des Motors M ■ geht von diesem Feldmagneten durch den Anker nach dem Fliehkraftregler H (welcher die Motorgeschwindigkeit durch Unter-. brechung des Stromkreises bei zu großer Geschwindigkeit begrenzt) und darauf nach der anderen Seite der Batterie über Punkt 7 und Draht ρ zur Batterie zurück.

Wenn der Regler in seine Ruhestellung kommt, wo die Dynamomaschine keinen Strom liefert (Fig. 1), so berührt ein Zapfen Z das eine Ende eines Winkelhebels i£² und unterbricht dadurch die Verbindung zwischen Kontakt G² und dem Drahte o¹ am Kontakt G³. Dadurch wird der Batteriestromkreis nach dem Motor M über die Feldwicklung /' unterbrochen und so ein Weiterbewegen des Reglers und Stromverlust durch den Motor verhindert. Der andere Motorstromkreis (durch das Feld /²) wird dadurch nicht unterbrochen, so daß sich der Motor wieder dreht, wenn die Spannung ihren normalen Wert erreicht, und der Magnet E wieder wirkt. Nachdem der Regler wieder zu wirken angefangen hat, was unter Wirkung der erforderlichen Zuggeschwindigkeit und der Spule e¹ geschieht, welche von der durch die Dynamomaschine gelieferten Spannung erregt wird, wobei die Spannung der Feder S¹ des Magneten E durch eine Scheibe C auf der Achse des Widerstandsreglers geregelt werden kann, wird auch der Schalter D durch den Hebel K⁴ dadurch geschlossen, daß der Zapfen Z, der die Öffnung von 5 entgegen der Kraft der Feder S⁴ bewirkte, die Schließung gestattet. Der Kontaktarm P beeinflußt ferner einen Widerstand R ³ (wie er schematisch in Fig. 2 und 3 dargestellt ist). Das längere Ende des Hebels P ruht in der Ruhestellung auf Kontakten, welche mit den Drähten χ und y verbunden sind. Setzt sich der Zug in Bewegung und steigt die Spannung auf eine Höhe, z. B. von 70 Volt, die bei oder nahe bei der erwähnten Zuggeschwindigkeit liegt, so spricht der Magnet E an. Durch Schließung der Kontakte G G¹ wird vermittels des Motors M die ganze Regelungsvorrichtung in Tätigkeit gesetzt und der Schalter D geschlossen. Der Arm P bewegt sich nun im Sinne des Uhrzeigers über den Widerstand R³, worauf die Schaltung derjenigen in Fig. 3 entspricht, nachdem die Verbindung mit der Batterie schrittweise nach der entgegengesetzten Seite des Widerstandes R^s verlegt worden ist. Dabei wurde in der den Lampen zügeführten Spannung keinerlei Veränderung herbeigeführt, so daß ein Flackern der Lampen während der Zeit nicht auftreten konnte, wo die Stromlieferung von der Batterie auf die Dynamomaschine übergegangen ist. Später folgt die Bewegung des Armes P genau den Geschwindigkeitsveränderungen des Zuges, und zwar bleibt derselbe so lange in Ruhe, als die Spannung normal ist und der Kontakt G außer Berührung mit den Kontakten G¹ und G² ist, während er vor- oder zurückbewegt wird, wenn eine langsamere oder schnellere Bewegung des Zuges die Neigung besitzt, die Spannung zu verringern oder zu vergrößern. Die dickdrähtige Spule e² des Magneten E ist in Reihe mit der Batterie geschaltet und dient dazu, die konstante Spannung, die durch den Magneten aufrecht erhalten wird, entsprechend dem Zustande der Batterie zu verändern. Dadurch wird verhindert, daß ein zu hoher Strom in die Batterie geht, wenn sie sich in entladenem oder teilweise entladenem Zustande befindet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Elektrische Zugbeleuchtungsanlage, bei welcher beim Einschalten der Dynamomaschine Lampen und Batterie parallel liegen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung zwei an einem Ende miteinander verbundene Widerstände (R und R³J eingeschaltet sind, von denen der eine (R) vor den Lampen beständig, voider Batterie aber nur bei der Einschaltung der Dynamomaschine liegt, während der andere (R³) bei zunehmender Spannung der Dynamomaschine an Stelle des Widerstandes (R) der Batterie vorgeschaltet wird und dann absatzweise entsprechend der Spannungssteigerung der Dynamomaschine ausgeschaltet wird, bis die Batterie unmittelbar im Stromkreise der Dynamomaschine liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.