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Schaltwalzensteuerung mit vereinigtem Hand- und Motorantrieb Die Schaltwalzen
zum Steuern von elektrischen Lokomotiven lassen sich im allgemeinen von Hand antreiben.
Bei Lokomotiven sehr großer Leistung und großen Motorströmen können aber ihre Abmessungen
und die zu ihrer Bewegung erforderliche Kraft so groß werden, daß es vorteilhaft
ist, zur Unterstützung der Körperarbeit des Führers einen Hilfsmotor anzuwenden.
Bei früher gebauten Lokomotiven wurden als Hilfsmotoren Einphasenkollektormotoren
verwandt. Neuerdings verwendet man vorzugsweise Gleichstrommotoren. Die Steuerung
geht so vor sich, daß der Hilfsmotor seinen Strom über ein Relais erhält, das vom
Führerschalter aus gesteuert wird und dem Hilfsmotor so lange Strom zuführt, bis
er die am Führerschalter eingestellte Fahrstufe erreicht hat. Da es möglich sein
muß, den Stufenschalter auf jeder beliebigen Fahrstufe anzuhalten, so ist für jede
Fahrstufe eine Steuerleitung erforderlich. Durch das Vorhandensein der vielen Steuerleitungen
mit den dazugehörigen unvermeidlichen Hilfskontaktfingern werden diese Steuerungen
kompliziert und unübersichtlich und erfordern sorgfältige Wartung im Betrieb. Es
gibt auch die sogenannten +-Steuerungen, bei denen die Schaltwalze ebenfalls durch
einen Hilfsmotor stufenweise verstellt werden kann, ohne daß für jede Stufe eine
besondere Steuerleitung notwendig ist. Allen diesen Antrieben ist gemeinsam, daß
für Vor- und Rückwärtsgang des Hilfsmotors ein Wendeschalter erforderlich ist, und
daß der Hilfsmotor auf den einzelnen Fahrstufen elektrisch abgebremst werden muß.
Ferner muß eine Sperrklinke vorhanden sein, die die Schaltwalze mit Antriebsmotor
auf den Fahrstufen festhält. Diese Klinke ist der Abnutzung unterworfen, weil sie
mehr oder weniger große Stöße aufnehmen muß. Da die Hilfsmotoren, die elektrisch
bis zum Stellstand abgebremst werden, auch einen Kollektor haben müssen, so ist
für diesen und für die Bürsten besondere Wartung notwendig.
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Nach der Erfindung soll zum Antrieb der Schaltwalze ein Einphaseninduktionsmotor
benutzt werden, der bei stufenweisem Vorwärts-oder Rückwärtsschalten durch das Steuerhandrad
angeworfen, bei ausschließlicher Rückwärtsbewegung aber vermittels ,einer Hilfsphase
angelassen wird und die Schaltwalze selbsttätig in die Nullage zurückbringt.
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Es ist zwar bekannt, Induktionsmotoren als Antriebsmotoren von Regelapparaten
zu benutzen und sie von Hand anzuwerfen. Nach der Erfindung wird der Hilfsmotor
aber nur von Hand angeworfen, wenn die Schaltwalze stufenweise bewegt wird. Soll
diese von irgendeiner beliebigen Lage in die Nullstellung zurückgebracht werden,
dann soll der
Hilfsmotor mittels einer Hilfsphase selbsttätig anlaufen.
-Die Anordnung zeichnet sich durch große Einfachheit aus. Obwohl ein Hilfsmotor
vorhanden ist, sind doch zu seiner Steuerung nur sehr wenige Leitungen notwendig,
im Gegensatz zu den meist üblichen Bauarten, die für jede Fahrstufe eine besondere
Steuerleitung erfordern. Eine Sperrklinke kann entfallen, da die Fahrstufen von
Hand eingestellt werden.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. i @ ist
der Hilfsmotor mit der Hauptphase 2 und der Hilfsphase 3, der die Schaltwalze 4
über Zahnräder 5 und 6 antreibt. 7 ist die Nockenwelle der Schaltwalze mit dem Handrad
B. g und io sind zwei Fahrmotoren, deren Spannung durch die Schaltwalze 4 geregelt
wird. Im Stromkreis der Fahrmotoren sind die beiden Serienschütze i i und 12 angeordnet.
An ,der Schaltwalze befinden sich die Hilfskontakte i3 bis 15 und 22 bis 24. Der
Kontakt 15 ist als Schleppkontakt ausgebildet,. der nur bei Vorwärtsgang der Schaltwalze
schließt, bei Rückwärtsgang hingegen geöffnet bleibt.
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Soll die Schaltwalze auf die Fahrstufe i gebracht werden, so wird
das Steuerrad 8 von Hand um einige Winkelgrade gedreht. Dadurch erhält die Hauptphase
2 des Hilfsmotors über die Kontakte 13 und 14 Strom. Durch das Drehen des Handrades
ist aber gleichzeitig der Hilfsmotor auf eine solche Drehzahl gebracht worden, daß
er von selbst weiterläuft und die Schaltwalze nunmehr mit eigener Kraft bis zur
Stufe i bewegt. Kurz vor der Stufe i wird der Hilfsmotorstrom durch die Kontakte
13 und 14 selbsttätig unterbrochen. Die Schaltwalze bleibt daher auf Stufe i stehen.
Bei dem Übergang von o auf i wird auch der Schleppkontakt 15 kurze Zeit geschlossen,
wodurch die beiden Serienschütze i i und 12 und das Relais 16 anspringen. Nach dem
Anspringen ' erhalten diese Apparate ihren Steuerstrom über die Selbstspeisekontakte
17 bzw. 18 und ig. Das Relais z 6 öffnet beim Anspringen die Kontakte 2o und 21.
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Soll, auf eine höhere Fahrstufe übergegangen werden, dann wird das
Handrad 6 zuerst ein. Stück von Hand gedreht, wodurch der Hilfsmotor angeworfen
und sein Stromkreis geschlossen wird. Alsdann übernimmt der Hilfsmotor die Weiterbewegung
der Schaltwalze bis zur nächsten Fahrstufe. Bei stufenweisem Rückwärtsschalten ist
der Vorgang genau der gleiche wie beim Vorwärtsschalten, nur muß das Handrad nach
rückwärts gedreht werden. Der Hilfsmotor läuft stets in derjenigen Richtung weiter,
in der er angeworfen worden ist. . Soll die Schaltwalze von einer beliebigen Fahrstufe
in die Nullstellung zurückgebracht werden, so braucht nur der Druckknopf 25 gedrückt
zu werden. Dadurch fällt das Relais 16 ab und schließt die Kontakte 2o und 21. Der
Hilfsmotor erhält dann Strom über die bereits vorher geschlossenen Kontakte 22,
23, 24. Haupt- und Hilfsphase sind erregt, und der Motor läuft von selbst an und
bringt die Schaltwalze in die Nullage zurück. Kurz vor Erreichung der Nullage wird
der Strom an den Kontakten 23 und 24 selbsttätig unterbrochen.
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Vor die Hilfsphase 3 ist in bekannter Weise eine Drosselspule 26 oder
ein Widerstand oder auch beides geschaltet. Der Läufer des Hilfsmotors wird zweckmäßigerweise
als Kurzscblußanker ausgebildet. Es kann natürlich auch eine beliebige andere Ankerwicklung
verwendet werden, die sich dazu eignet.
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Wenn der Druckknopf gedrückt wird, fallen auch die beiden Serienschütze
i i und 12 ab und schalten die Fahrmotoren aus. Die Serienschütze und das Relais
16 fallen auch ab, wenn die Fahrdrahtspannung ausbleibt. Die Schaltwalze bleibt
dann zunächst in ihrer jeweiligen Lage stehen.
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Kommt die Fahrdrahtspannung wieder, dann läuft der Hilfsmotor von
selbst an und bringt den Stufenschalter in die Nullage zurück.
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Die Steuerung des Hilfsmotors kann natürlich auch noch anders ausgebildet
werden, als in der Abbildung dargestellt. Es genügt z. B., wenn die Kontaktfinger
13 und 14 nur in der Nullstellung der Schaltwalze geöffnet sind, bei allen übrigen
Fahrstufen können sie überbrückt sein. Dann führt die Hauptphase z des Hilfsmotors
dauernd Strom, und die Schaltwalze muß auf den Fahrstufen von Hand angehalten werden,
was leicht möglich ist. Dies hat den Vorteil, daß der Hilfsmotor nur einmal angeworfen
zu werden braucht, wenn man hintereinander über mehrere. Fahrstufen hinweg schalten
will.