DE1177671B - Antriebssteuerung fuer Schienentriebfahrzeuge, insbesondere fuer Drehgestellokomotiven mit Elektroantriebsmotor und nachgeschaltetem formschluessigem Schaltgetriebe - Google Patents

Antriebssteuerung fuer Schienentriebfahrzeuge, insbesondere fuer Drehgestellokomotiven mit Elektroantriebsmotor und nachgeschaltetem formschluessigem Schaltgetriebe

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DE1177671B
DE1177671B DEK45721A DEK0045721A DE1177671B DE 1177671 B DE1177671 B DE 1177671B DE K45721 A DEK45721 A DE K45721A DE K0045721 A DEK0045721 A DE K0045721A DE 1177671 B DE1177671 B DE 1177671B
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switching
gearbox
electric drive
locomotives
gear
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Dr-Ing Thomas Wirth
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Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
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Krauss Maffei AG
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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Description

  • Antriebssteuerung für Schienentriebfahrzeuge, insbesondere fürDrehgestellokomotiven mit Elektroantriebsmotor und nachgeschaltetem formschlüssigem Schaltgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebssteuereng für Schienentriebfahrzeuge, insbesondere für Drehgestellokomotiven, bei denen mindestens ein umsteuerbarer Elektroantriebsmotor mit einem formschlüssigen Schaltgetriebe formschlüssig . verbunden ist, dessen Abtriebswelle mit den Achsgetrieben von mindestens zwei Radsätzen ebenfalls form-, schlüssig gekuppelt ist.
  • Bei bekannten elektrischen oder dieselelektrischen Antrieben von Drehgestellokomotiven wird für jedes der mindestens zweiachsigen Drehgestelle ein Elektroantriebsmotor vorgesehen, wobei das Schalten des diesem formschlüssig nachgeschalteten zweigängigen formschlüssigen Schaltgetriebes im Stillstand der Lokomotive von Hand erfolgt. Der Schaltvorgang als solcher nimmt für jedes Drehgestell einige Minuten in Anspruch und kann nicht ohne weiteres auf freier Strecke vorgenommen werden, so daß die Lokomotive entweder im ersten oder im zweiten Gang eingesetzt wird. Damit wird zwar die Zahl der Lokomotivtypen verringert, aber eine volle Aus= nutzeng der Fahrzeugleistung und der Schaltgetriebe ist nicht möglich, da ein Wechsel des Ganges stets. ein Anhalten der Lokomotive erforderlich macht: Es ist zwar bei Straßenbahntriebwagen bekannt; hinter dem Elektroantriebsmotor ein Schaltgetriebe vorzusehen, wobei während des Schaltens die Zugkraft unterbrochen wird. Das Schaltgetriebe ist jedoch nicht formschlüssig, sondern kraftschlüssig, d. h., es werden Reibungskupplungen verwendet. Abgesehen von dem hohen Verschleiß der Reibbeläge schon bei kleinen Leistungen ist die Verwendung von Reibungskupplungen für große Leistungen, wie sie heute üblich sind, unmöglich, falls sich die Lösung im Rahmen des technisch und kostenmäßig Vertretbaren halten soll. Wenn an Stelle der Reibungskupplungen hydraulische Kupplungen-verwendet werden, ergibt sich neben dem hohen Aufwand noch ein beträchtlicher Leistungsverlust. Es gibt zwar für Kraftfahrzeuge auch formschlüssige Schaltgetriebe, die synchronisiert sind. Dazu ist jedoch zwischen dem Motor und dem Getriebe eine Schaltkupplung notwendig, die auf jeden Fall einen erheblichen baulichen Aufwand erfordert und, falls sie als Reibungskupplung ausgeführt wird, nicht für hohe Leistungen verwendbar ist. Wird eine hydraulische Kupplung vorgesehen, so bringt diese einen Leistungsverlust mit sich.
  • Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, die Steuerung des eingangs genannten Antriebes so zu verbessern, daß ein Schalten des formschlüssigen Schaltgetriebes ohne Zuhilfenahme von kraftschlüssigen Zwischengliedern auch während der Fahrt möglich ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Schaltgetriebe mit einer in die Steuerung des Elektroantriebsmotors eingreifenden Synchronisierungsvor= richteng versehen.
  • Durch diese Maßnahme wird :nicht nur eine vor-: teilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe gewährleistet; sondern es ergibt sich noch der wesentliche Vorteil, daß die erfindungsgemäße Antriebssteuerung nur wenig Platz beansprucht und ein geringes Gewicht aufweist. Sie kann aus bekannten und bewährten: Elementen aufgebaut werden, so daß die Gewähr für einwandfreies, zuverlässiges Arbeiten gegeben ist.' Da sowohl hydraulische wie pneumatische Schaltgeräte zusammen mit elektrischen oder auch elektrische allein verwendet werden können, kann allen Betriebserfordernissen und Betriebsgegebenheiten Rechnung getragen werden. Der Leistungsverlust ist infolge der Verwendung von farmschlüssigen Schaltgetrieben auf das mögliche Minimum begrenzt. Die Schaltzeiten können kurz gehalten werden, so daß selbst bei einmotorigen Lokomotiven: nur geringe Zugkraftunterbrechungen eintreten. Bei Lokomotiven mit mindestens zwei voneinander:'. unabhängig angetriebenen Radsatzgruppen, wie sie heute meist verwendet werden, kann eine Unterbrechung der Zugkraft praktisch völlig vermieden werden; da die einzelnen Schaltgetriebe nicht gleichzeitig, sondern nacheinander geschaltet werden und :dem Elektroantriebsmotor des gerade nicht schaltenden Schaltgetriebes ohne weiteres für die kurze Schaltdauer die gesamte Leistung zugeführt werden kann. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt A b b. 1 die Anordnung eines Elektroantriebsmotors mit Steuergerät sowie die eines zweigängigen Schaltgetriebes mit Schaltgerät einschließlich des zugehörigen Gangwählers mit Schaltwerk, A b b. 2 die Aufbildung der Schaltklauen des Schaltgetriebes, A b b. 3 das Schaltgerät mit Steuerventilen, A b b. 4 den Schaltweg des Schaltgerätes und die Lage der Endschalter, A b b. 5 einen Gangwähler mit Schaltwerk für einen Elektroantriebsmotor und ein zweigängiges Schaltgetriebe und A b b. 6 den Gangwähler mit Schaltwerk für zwei Elektromotoren und zwei zweigängige Schaltgetriebe. Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 bis 5 handelt es sich um einen elektromechanischen Achsantrieb für mindestens zwei Treibradsätze eines Schienentriebfahrzeuges, z. B. einer elektrischen oder einer dieselelektrischen Lokomotive. Er besteht im wesentlichen aus einem Elektroantriebsmotor 1, der formschlüssig, z. B. mittels einer elastischen Kupplung 2 oder einer Gelenkwelle, mit einem zweigängigen Schaltgetriebe 3, d. h. mit dessen Antriebswelle 4 gekuppelt ist. Die Abtriebswelle 5 ist in bekannter Weise über Zahnräder, Gelenkwellen und Achsgetriebe, Kuppelstangen od. dgl. mit den in der Zeichnung nicht dargestellten Treibradsätzen verbunden.
  • Der Elektroantriebsmotor 1, der im folgenden kurz Motor genannt wird und als Gleich- oder Wechselstrommotor ausgebildet sein kann, ist in üblicher, auf der Zeichnung nicht dargestellter Weise umschaltbar und regelbar ausgebildet. Zwischen dem Ausgang 6 des Lokomotivreglers und Umschalters ist gemäß der Erfindung eirr .Steuergerät 7 vorgesehen, das einen Schalter, z. B. ein Schaltschütz 8, zum Ein- und Ausschalten des Motors 1 bei jeder Leistung, also auch bei Vollast und Überlast, und einen zweiten Schalter, ebenfalls ein Schaltschütz 9, zum Ein- und Ausschalten des Motors 1 für eine vorbestimmte Teillast aufweist, die lediglich ein Beschleunigen des leer laufenden Motors 1 bewirken muß. Selbstverständlich können auch bereits im Umschalter und Regler des Motors 1 vorgesehene Schaltschütze in Mehrfachbenutzung als Steuergerät 7 verwendet werden.
  • Das zweigängige Schaltgetriebe 3 weist zwei ständig im Eingriff stehende Zahnradpaare 10, 11 12, 13 mit unterschiedlichen Übersetzungen auf, von denen jeweils ein Zahnrad 11 bzw. 13 fest auf der Abtriebswelle 5 und das andere Zahnrad 10 bzw. 12 drehbar auf der Antriebswelle 4 gelagert ist. Die Zahnradpaare 10, 11 und 12, 13 sind voneinander im Abstand angeordnet, wobei zwischen den lose drehbaren Zahnrädern 10 und 12 auf der Antriebswelle 4 ein Schaltglied 14 vorgesehen ist, das verschiebbar jedoch undrehbar, z. B. mittels eines Keilweilenprofiis 15, auf der Antriebswelle 4 geführt ist. Das Schaltglied 14 ist an jeder Stirnfläche in bekannter Weise mit Schaltklauen 16 versehen, denen entsprechende Schaltklauen 17 an den benachbarten Stirnflächen der lose drehbaren Zahnräder 10 und 12 zugeordnet sind. Durch Verschieben des Schaltgliedes 14 kann das eine oder andere Zahnrad 10 oder 12 formschlüssig mit der Antriebswelle 4 gekuppelt werden. In der Mittelstellung sind beide Schaltklauen 16 und 17 entkuppelt und das Schaltgetriebe 3 in Leerlaufstellung L (s. A b b. 4). Die Schaltklauen 16 und 17 sind in bekannter Weise als in beiden Drehrichtungen wirksame Abweisklauen ausgebildet, d. h., sie sind nach beiden Drehrichtungen hin dachförmig abgeschrägt, wobei das Ende 18 der Abschrägung eine stärkere Neigung als die beiden einander schneidenden Flächen 19 der beiden Abschrägungen aufweisen kann.
  • Zum Verschieben des Schaltgliedes 14 ist eine im Gehäuse 20 des Schaltgetriebes 3 verschiebbare, in das Schaltglied 14 eingreifende Schaltgabel 21 vorgesehen, die mit dem Ende der Kolbenstange 22 eines doppeltwirkenden, in einem Arbeitszylinder 23 bewegbaren Kolbens 25 eines Stellgerätes 24 verbunden ist. Der Kolben 25 des Stellgerätes 24 ist mittels Rückstellfedern 26 in die der Leerlaufstellung L des Schaltgliedes 14 entsprechende Mittelstellung rückführbar. Jeder der beiden durch den Kolben 25 getrennten Zylinderräume 27 ist über eine Leitung 28, in der ein Magnetventil 29 bzw. 29a vorgesehen ist, mit einer aus einem ölsammelbehälter 30 ansaugenden ständig angetriebenen Ölpumpe 31 verbunden. Der Ölpumpe 31 ist in üblicher Weise ein Sicherheitsventil 32 nachgeschaltet, wobei noch ein Magnetdrosselventil 33 nachgeschaltet sein kann. Weiterhin ist an jedem Zylinderraum 27 ein Magnetventil 34 bzw. 34a mit einem einstellbaren Oberdruckventil 35 angeschlossen. Schließlich ist an jedem Zylinderraum 27 noch ein weiteres, zur Entleerung dienendes Magnetventil 36 bzw. 36a vorgesehen, dessen Ausgangsseite über einen im Fassungsvermögen etwa dem größtmöglichen Zylinderraum 27 entsprechendes überlaufgefäß 37 mit dem ölsammelraum 30 in Verbindung steht, um eine dauernde vollständige ölfüllung der Zylinderräume 27 zu gewährleisten. Das Stellgerät 24 bildet mit den vorstehend genannten Bauteilen und Ventilen 29 bis 37 (auch a) zusammen das Schaltgerät 38 für das Schaltglied 14. Die Wicklungen der Magnetventile 29(a), 33, 34(a) und 36(a) sind einerseits mit dem Minuspol einer Stromquelle 39 verbunden und andererseits zu einer Klemmleiste 40 herausgeführt.
  • Dem Schaltgerät 38 sind fünf Endschalter a bis e (s. A b b. 4) zugeordnet, von denen der Endschalter a der Mittelstellung, d. h. der Leerlaufstellung L, ein Endschalter b der Endstellung E II im 2. Gang II (Zahnradpaar 12, 13), ein Endschalter c der Endstellung E I im 1. Gang I (Zahnradpaar 10, 11) und zwei Endschalter e und d den Schaltstellungen A 1 bzw. A II entsprechen, in denen die Schaltklauen 16 und 17 lediglich teilweise ineinandergreifen, d. h. als Abweisklauen arbeiten (Abweisbereich f).
  • Die Klemmen auf der Klemmleiste 40 des Schaltgerätes 38 und die der Endschalter a bis e sind mit dem Schaltwerk 41 des Gangwählers 42 verbunden. Das Schaltwerk 41 besteht im Beispielsfalle (s. A b b. 5) aus zwei gleichartigen Schrittschaltwerken 43 und 43a, von denen das eine mit dem Kontakt des Gangwählers 42 für den 1. Gang I und das andere mit dem Kontakt des Gangwählers 42 für den 2. Gang II verbunden sind, so daß immer nur ein Schrittschaltwerk 43 bzw. 43a eingeschaltet ist.
  • Jedes Schrittschaltwerk 43 und 43a weist außer der Nullstellung, in die es bei Stromloswerden zurückgeht, fünf Kontaktstufen h bis m auf.
  • Bei dem für die Schaltung vom 1. Gang I auf den 2. Gang Il vorgesehenen Schrittschaltwerk 43a ist die erste Kontaktstufe da mit dem für Vollast vorgesehenen Schaltschütz 8 des Steuergerätes 7 verbunden, so daß bei Schließen des Kontaktes h der Motor 1 von der Stromzufuhr abgeschaltet ist (MA).
  • Die zweite Kontaktstufe i ist mit dem Magnetventil 29 des linken Zylinderraumes 27 und dem Magnetventil 36a des rechten Zylinderraumes 27 verbunden.
  • Mit der dritten Kontaktstufe k ist neben den beiden vorgenannten Magnetventilen 29 und 36a noch das Magnetventil 34 mit Überdruckventil 35 des linken Zylinderraumes 27 sowie gegebenenfalls das Magnetdrosselventil 33 verbunden. Diese Kontaktstufe k ist über den der Leerlaufstellung L entsprechenden Endschalter a angeschlossen, so daß ein Einschalten der Ventile 29, 36 a, 34 und 33 in dieser Kontaktstufe k erst erfolgen kann, wenn die Leerlaufstellung L erreicht ist.
  • Die vierte Kontaktstufe L entspricht der zweiten, jedoch wird diese über den Endschalter d geschaltet, d. h. erst dann, wenn die Schaltstellung A II, ab welcher die Abweisklauen nicht mehr wirksam sind, überschritten ist.
  • Durch die fünfte Kontaktstufe m, deren Ventilschaltung der Kontaktstufe l entspricht, wird das Schaltschütz 8 des Steuergerätes 7 wieder eingeschaltet, so daß nunmehr der Motor 1 wieder die durch den Regler eingestellte Leistung erhalten kann (MO. Diese Kontaktstufe m steht in Abhängigkeit von dem die Endstellung E11 des Schaltgliedes 14 aufzeigenden Endschalter b, so daß die volle Motorleistung erst bei endgültig und voll eingerasteten Schaltklauen 16 und 17 zur Verfügung steht.
  • Bei dem für die Schaltung vom 2. Gang II auf den 1. Gang I vorgesehenen Schrittschaltwerk 43 ist die Schaltung des Schaltgerätes 38 grundsätzlich gleich, jedoch werden hierbei nur die Magnetventile 29a, 36, 34a und 33 geschaltet, wobei die Endschalter a, e und c entsprechend mitwirken. Lediglich in der Kontaktstufe k ist noch das für Teillast bestimmte Schaltschütz 9 des Steuergerätes 7 angeschlossen (MG), so daß sich für die fünf Kontaktstufen h bis m des zweiten Schrittschaltherkes 43 folgende Schaltung ergibt: erste Kontaktsufe h: Schaltschütz 8 des Steuergerätes 7 zum Abschalten der Leistung des Elektromotors 1 (MA), zweite Kontaktstufe i: Magnetventile 29 a und 36, dritte Kontaktstufe k: Magnetventile 29 a, 36 und 34 a und Magnetdrosselventil 33 sowie Schaltschütz 9 des Steuergerätes 7 für Teillast (MG), alles über Endschalter a, vierte Kontaktstufe l: Magnetventile 29 a und 36 über Endschalter e, und fünfte Kontaktstufe m: Magnetventile 29 a und 36 sowie Schaltschütz 8 des Steuergerätes 7 für Vollast (My) über Endschalter c, der die andere Endstellung EI des Schaltgliedes 14 anzeigt.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Antriebssteuerung ist wie folgt: Die Lokomotive mit angehängtem Zug fährt im 1. Gang I. Der Zug soll nun eine Geschwindigkeit erreichen, die im Geschwindigkeitsbereich des 2. Ganges 1I liegt. Der Lokomotivführer legt nun den Gangwähler 42 von der Stellung I in die Stellung II, so daß das Schrittschaltwerk 43 a für die Schaltung vom 1. Gang I auf den 2. Gang 1I eingeschaltet ist. Demgemäß schaltet das Schrittschaltwerk 43 a von der Nullstellung auf die erste Kontaktstufe h, wodurch das Schaltschütz 8 für Vollast, das als Stromstoßschaltschütz ausgebildet ist, im Steuergerät 7 die Stromzufuhr zum Motor 1 und damit die Leistung unterbricht. Von der ersten Kontaktstufe h schaltet das Schrittschaltwerk 43a nunmehr auf die zweite Kontaktstufe i, wodurch die Magnetventile 29 und 36a erregt werden und öffnen. Damit wandert der Kolben 25 des Arbeitszylinders 23 von links nach rechts, so daß das Schaltglied 14 aus den Schaltklauen 17 des lose drehbaren Zahnrades 10 des Zahnradpaares 10, 11 des 1. Ganges I herausgezogen wird. Sobald der Kolben 25 und das Schaltglied 14 die Mittelstellung, d. h'. die Leerlaufstellung L erreichen, wird der zugeordnete Endschalter a geschlossen, und das Schrittschaltwerk 43a schaltet auf die dritte Kontaktstufe k, in welcher zusätzlich zu den Magnetventilen 29 und 36a noch das Magnetventil 34 mit dem nachgeschalteten Überdruckventil 35 geöffnet wird. Der Kolben 25 hat inzwischen das Schaltglied 14 weiter gegen die Schaltklauen 17 des lose drehbaren Zahnrades 12 des Zahnradpaares 12, 13 für den 2. Gang II verschoben, so daß die Abweisteile der Schaltklauen 16 und 17 einander im Abweisbereich f berühren. Das Zahnrad 12 läuft jedoch noch etwas schneller als das Schaltglied 14, so daß dieses immer wieder zurückgeschoben wird, wobei das Öl' durch das Magnetventil 34 und das Überdruckventil 35 ausgestoßen wird. Da der Motor 1 keinen Strom mehr aufnehmen kann, verlangsamt er sich, bis die Drehzahl des mit i'hm fest gekuppelten Schaltgliedes 14 mit der des Zahnrades 12 etwa übereinstimmt. Die Schaltklauen 16 und 17 werden nun vom Kolben 25 des Arbeitszylinders 23 ineinandergeschoben, wobei bei Überschreiten des Abweisbereiches f der Schaltklauen 16 und 17 der Endschalter d geschlossen wird. Damit wird das Schrittschaltwerk 43 a auf die vierte Kontaktstufe l geschoben und das Magnetventil 34 mit dem überströmventil35 geschlossen, so daß, nachdem nur noch .die Magnetventile 29 und 36 a geöffnet sind, das Schaltglied 14 mit voller Kolbenkraft durch den Bereich g in seine Endstellung EII gedrückt wird, in welcher der Endschalter b geschlossen wird, der seinerseits das Schrittschaltwerk 43 a auf Kontaktstufe m weiterschaltet. In dieser sind nunmehr nur noch das Magnetventil 29 und 36a geöffnet, um das Schaltglied 14 fest in seiner Endstellung E II zu halten. Gleichzeitig wird das Schaltschütz 8 für Volllast im Steuergerät 7 wieder eingeschaltet, so daß der Motor 1 Strom zugeführt bekommt. Der Schaltvorgang ist damit beendet.
  • Soll nun vom 2. Gang II auf den 1. Gang 1 zurückgeschaltet werden, z. B. beim Durchfahren einer Steigung, so wird der Gangwähler 42 auf die Stellung I gelegt und das Schrittschaltwerk 43 für das Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang eingeschaltet. Das zunächst noch die Magnetventile 29 und 36 a beeinflussende zweite Schrittschaltwerk 43 a wird nunmehr ausgeschaltet und geht dabei in seine Nullstellung zurück. In der Kontaktstufe h wird wiederum die Stromzufuhr zum Motor 1 unterbrochen (MA). In der zweiten Kontaktstufe i werden nunmehr die Magnetventile 29 a und 36 geöffnet, wodurch der Kolben 25 nach links bewegt wird und das Schaltglied 14 in der gleichen Richtung aus den Schaltklauen 17 des Zahnrades 12 herauszieht. Kommt das Schaltglied 14 wiederum in die Leerlaufstellung L, wird der Endschalter a geschlossen, der die Kontaktstufe k des Schrittschaltwerkes 43 einschaltet, an der neben den Magnetventilen 29 a und 36 noch das Magnetventil 34a mit Überdruckventil 35 und das Schaltschütz 9 für Teillast im Steuergerät 7 angeschlossen sind (Mcj). Gegegebenenfalls kann auch das Magnetdrosselventil 33 einbezogen sein. Das Schaltglied 14 bewegt sich inzwischen weiter gegen die Schaltklauen 17 des Zahnrades 10, das schneller umläuft als das Schaltglied 14 bzw. die mit dem Motor 1 verbundene Antriebswelle 4. Die Schaltklauen 16 und 17 können daher nicht ineinandergreifen, da sie sich gegenseitig abweisen, zumal das Magnetventil 34a mit seinem überdruckventi135 nur einen geringen Schaltdruck für das Schaltglied 14 erlaubt. Da gleichzeitig der Motor 1 mit geringer Leistung MG eingeschaltet worden ist, beschleunigt sich dieser und damit auch das Schaltglied 14. Weisen das Schaltglied 14 und das Zahnrad 10 etwa gleiche Umdrehungszahl auf, so können die Schaltklauen 16 und 17 ineinandergreifen. Bei Überschreiten des Abweisbereiches f wird dabei der Endschalter e geschlossen und die vierte Kontaktstufe 1 des Schrittschaltwerkes 43 eingeschaltet, an der lediglich noch die Magnetventile 29a und 36 angeschlossen sind. Damit wird das Schaltglied 14 mit woher Kolbenkraft durch den Bereich g in seine Endstellung EI gedrückt, wodurch der Endschalter c geschlossen wird. Durch das Schließen des Endschalters c wird das Schrittschaltwerk 43 auf die fünfte Kontaktstufe m gebracht und die volle Leistung MV des Motors 1 eingeschaltet, wobei unter voller Leistung, wie auch im vorstehenden, die Leistung zu verstehen ist, die durch den Regler des Motors eingestellt ist. Die Magnetventile 29a und 36 bleiben eingeschaltet, um das Verbleiben des Schaltgliedes 14 in der Endlage E I zu sichern. Falls die Bewegung des Kolbens 25 im Abweisbereieh f der Schaltklauen 16 und 17 zu schnell ist, wird noch das der Ölpumpe 31 nachgeschaltete Magnetdrosselventil 33 zugeschaltet, und zwar jeweils nur in der dritten Kontaktstufe k, so daß im Abweisbereich f die Ölzufuhr zum Arbeitszylinder 23 gedrosselt und die Druckkraft des Kolbens 25 reduziert wird, wodurch seine Bewegung entsprechend verlangsamt wird.
  • Um das Schaltgetriebe in die Leerlauf- bzw. Mittelstellung L zu bringen, ist es lediglich notwendig, den Gangwähler 42 in die Mittelstellung zu stellen. Damit werden beide Schrittschaltwerke 43 und 43a stromlos, und die Rückstellfedern 26 bringen den Kolben 25 und damit das Schaltglied 14 ebenfalls in die Mittelstellung.
  • Bei Lokomotiven mit nur einem Schaltgetriebe 3 läßt sich eine Unterbrechung der Zugkraft während eines Schaltvorganges nicht vermeiden. Bei Lokomotiven mit mindestens zwei Schaltgetrieben 3 und und mindestens zwei Motoren 1, bei denen jeweils einer mit einem Schaltgetriebe 3 eine Radsatzgruppe antreibt, z. B. bei Lokomotiven der Achsanordnung BB, kann jedoch ohne weiteres eine Zugkraftunterbrechung bei Schaltungen ausgeschlossen werden. Grundsätzlich geschieht dies dadurch, daß die Schaltvorgänge in den einzelnen Schaltgetrieben 3 sich gegenseitig ausschließen, d. h., daß die Schaltgetriebe 3 nacheinander schalten. Zum Ausgleich der Zugkraftminderung, die beim Schalten eines Schaltgetriebes 3 - der Schaltvorgang und die Einrichtung hierzu sind grundsätzlich gleich denen des ersten Ausführungsbeispieles - auftreten muß, wird dem Motor 1-des nicht schaltenden Schaltgetriebes 3 für die kurze-. Zeit der Schaltdauer des anderen Schaltgetriebes 3 zur Erhaltung der Zugkraft die fehlende Leistung zugeführt.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach A b b. 6 handelt es sich um eine solche Lokomotive.
  • Jeder Antrieb für eine Radsatzgruppe entspricht dabei in seiner Ausbildung dem Antrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 1 bis 5. Zusätzlich ist jedoch in jedem Steuergerät 7 ein Schaltschütz 44 (Überlastschaltschütz genannt) vorgesehen, das bei Erregung dem nachgeschalteten Motor 1 die höchstens doppelte Leistung freigibt, die er bis dahin aufgenommen hat. Weiterhin sind die Schaltwerke 41 und 41 a beider Motoren 1 mit einem einzigen Gangwähler 42 verbunden, und die beiden jeweils gleichwirkenden Schrittschaltwerke 43, 43 und 43a, 43a sind so hintereinandergeschaltet, daß der letzte Kontakt m des ersten Schrittschaltwerkes 43 bzw. 43a das zweite Schrittschaltwerk 43 bzw. 43a in Gang setzt.
  • Das Schaltbild nach A b b. 6 ist zur Erleichterung des Verständnisses vereinfacht dargestellt, indem die Anschlüsse für die Magnetventile und die Endschalter, die wie beim ersten Ausführungsbeispiel angeschlossen sind, weggelassen worden sind. Von den Anschlüssen für die beiden Motoren 1 bzw. deren Steuergeräte 7 sind die für den ersten Motor 1 mit Ml und die für den zweiten Motor 1 mit M, bezeichnet, während die Zusatzindizes A, V, G und Ü anzeigen, welches Schaltschütz 8, 9 oder 44 des ent-, sprechenden Schaltgerätes 7 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird. A bedeutet hierbei,' daß das Schaltschütz 8 für Vollast ausgeschaltet, und V, daß dieses eingeschaltet wird. G bedeutet das Einschalten des Schaltschützes 9 für Teillast zum Beschleunigen des leer laufenden Motors 1 für die Dauer des Eingeschaltetseins der Kontaktstufe k und Ü das Einschalten des überlastschaltschützes 44 für die Dauer eines Schaltvorganges.
  • Ein Schaltvorgang vom zweiten auf den ersten Gang verläuft demnach wie folgt: Umstellen des, Gangwählers 42 auf Stellung 1. Das mit ihm verbundene Schrittschaltwerk 43 des Schaltwerkes 41 setzt sich in Gang. Bei Kontaktstufe h wird der erste Motor ausgeschaltet (M,A), der zweite Motor auf überlast eingestellt (M.2("), der Schaltvorgang des zum ersten Motor gehörigen Schaltgetriebes begonnen, wobei auf Kontaktstufe k der erste Motor mit Teillast beschleunigt wird (M,G) und schließlich in Kontaktstufe m beide Motoren wieder mit Vollast (Mlv) und (M,v) laufen. Mit der Kontaktstufe m wird gleichzeitig das nachfolgende Schrittschaltwerk 43 des Schaltwerkes 41 a in Gang gesetzt. Der Schaltvorgang wiederholt sich nunmehr für das zweite Schaltgetriebe, wobei die Funktionen der beiden Motoren lediglich vertauscht sind, d. h., der zweite Motor wird ausgeschaltet (M,A), während der erste Motor mit Überlast läuft (M1(1). Sodann erhält der zweite Motor Teillast (M,G), und anschließend laufen beide Motoren mit Vollast (Mlv) und (KV). Damit ist der Schaltvorgang beendet.
  • Bei einem Umschalten vom 1. auf den 2. Gang wiederholt sich der Vorgang in den beiden anderen Schrittschaltwerken 43a, 43a, wobei jedoch das Einschalten der Motoren auf Teillast jeweils in Kontaktstufe k entfällt. Die Zahl der Magnetventile 29, 29 a, 34, 34 a und 36, 36a in den Schaltgeräten 38 für die Schaltgetriebe 3 kann ohne weiteres verringert werden, wenn bekannte Zweiwegmagnetventile dafür verwendet werden, da hierdurch die Funktion zweier einfacher Magnetventile, z. B. 29 und 36a, falls sich deren Schaltzeiten nicht überschneiden, erfüllt wird. Auch die Kontaktzahl der Schrittschaltwerke 43 und 43a wird dadurch verringert.
  • Das in A b b. 3 dargestellte Schaltgerät 38 kann grundsätzlich auch für gasförmige Druckmedien, z. B. für Druckluft verwendet werden. Dabei kommen die Ölpumpe 31, die überlaufgefäße 37 und gegebenenfalls die Magnetventile 34 und 34 a mit den nachgeschalteten überdruckventilen 35 in Fortfall. Letzteres deshalb, weil Luft kompressibel ist.

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Antriebssteuerung für Schienentriebfahrzeuge, insbesondere für Drehgestellokomotiven, bei denen mindestens ein umsteuerbarer Elektroantriebsmotor mit einem formschlüssigen Schaltgetriebe formschlüssig verbunden ist, dessen Abtriebswelle mit den Achsgetrieben von mindestens zwei Radsätzen ebenfalls formschlüssig gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe (3) mit einer in die Steuerung des Elektroantriebsmotors (1) eingreifenden Synchronisierungsvorrichtung versehen ist.
  2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stromzuführung zwischen den üblichen Regel- und Umsteuergeräten und dem Elektroantriebsmotor (1) ein Steuergerät (7) vorgesehen und das Schaltgetriebe (3) mit einem elektrisch angetriebenen oder gesteuerten Schaltgerät (38) versehen ist, die beide mit einem vom Gangwähler (42) gesteuerten Schaltwerk (41 bzw. 41 und 41a) verbunden sind.
  3. 3. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät (38) einen doppeltwirkenden, über Magnetventile (29, 29a, 34, 34a, 36, 36a und 33) gesteuerten und in einem hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylinder (23) bewegbaren Kolben (25) mit Rückstellvorrichtung aufweist, dessen Druckkraft im Bereich seiner Mittelstellung auf einen vorbestimmten Druck reduzierbar ist.
  4. 4. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reduzieren der Druckkraft im Bereich der Mittelstellung des Kolbens (25) einstellbare Druckminderventile (35) vorgesehen sind.
  5. 5. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe (3) ein an sich bekanntes Schaltklauengetriebe mit Schaltklauen (16 und 17) ist, die als in beiden Drehrichtungen wirksame Abweisklauen ausgebildet sind.
  6. 6. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierte Druckkraft des Kolbens (25) im Bereich seiner Mittelstellung proportional der Höhe des Abweisbereiches (f) der Schaltklauen (16 und 17) ist.
  7. 7. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Gangwähler (42) gesteuerte Schaltwerk (41 bzw. 41 und 41a) eine der Gangzahl entsprechende Anzahl von Schrittschaltwerken (43 und 43 a) aufweist, deren Kontaktstufen (h bis m) mit ihren Kontakten sowohl am Schaltgerät (38) als auch am Steuergerät (7) angeschlossen sind. B.
  8. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) ein Schaltschütz (8) für Vollast und ein Schaltschütz (9) für eine vorbestimmte Teillast des Elektroantriebsmotors (1) aufweist.
  9. 9. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 8 für Lokomotiven mit mindestens zwei Elektroantriebsmotoren, von denen jeweils einer über ein Schaltgetriebe mit einer Radsatzgruppe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwerke (41 und 41a) der Elektroantriebsmotoren (1) hintereinandergeschaltet sind, derart, daß das Schalten eines Schaltgetriebes (3) das Schalten des oder der anderen ausschließt.
  10. 10. Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) für jeden Elektroantriebsmotor (1) noch ein Schaltschütz (44) für Überlast aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 931150, 874 713; deutsche Auslegeschriften Nr. 1114 398, 1098 825, 1080 415.
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