DE535840C - Selbsttaetige Steuerung von Fahrschaltern - Google Patents

Selbsttaetige Steuerung von Fahrschaltern

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DE535840C
DE535840C DER74572D DER0074572D DE535840C DE 535840 C DE535840 C DE 535840C DE R74572 D DER74572 D DE R74572D DE R0074572 D DER0074572 D DE R0074572D DE 535840 C DE535840 C DE 535840C
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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
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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Description

  • Selbsttätige Steuerung von Fahrschaltern Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuerung von Fahrschaltern für Gleich- oder Wechselstrom (einphasig oder mehrphasig) zur Regelung der Motorgeschwindigkeit, rund zwar entweder zur selbsttätigen Regelung lediglich beim Anfahren oder gleichzeitig auch zur Regelung beim Bremsen (mit oder ohne Stromrückgewinnung). Die Regelung geschieht zweckmäßig mittels einer geeigneten Schaltwalze bekannter Art, welche die notwendigen Schaltungen zwischen den verschiedenen Ausrüstungsteilen: Motoren, Widerständen, Regelungsgruppen, Erregern usw. ausführt.
  • Es sind schon Anordnungen mit selbsttätigem Antrieb von Steuerapparaten für Zugmotoren bekannt geworden; aber die Anordnung der vorliegenden Erfindung weicht von ihnen ab und ist hauptsächlich durch die Verwendung eines einzigen Relais B gekennzeichnet, welches beim Betrieb die Schaltwalze vor- oder zurückbewegt und das selbst (unabhängig von der Belastung der Motoren und jeder anderen Größe in den Stromkreisen der Motoren und ihrer Regeleinrichtungen) ausschließlich der resultierenden Wirkung zweier künstlicher Spannungen U und Un unterliegt, welche eigens außerhalb der Schalteinrichtungen erzeugt werden, wobei U eine dauernd im Sinne der Zuggeschwindigkeit -wechselnde Spannung ist (z. B. die Spannung eines kleinen Hilfsgenerators, der durch eine Wagenachse in Drehung versetzt wird) und U" eine Spannung, die aus einer Reihe oder Skala von Spannungen, beispielsweise an einem Spannungsteiler, abgegriffen ist, deren jede demittleren Geschwindigkeit entspricht, welche-der Zug bei jeder der verschiedenen Schaltstufen annimmt. Diese beiden künstlichen Spannungen, welche mit keiner der elektrischen Größen etwas zu tun haben, die in den Stromkreisen der Motoren und ihrer Steuerapparate entstehen, wirken auf das einzige Relais B ein, welches die Schaltwalze von der Stellung m zu der Stellung n -j- i vorrücken läßt, wenn die Spannung U hinreichend über die Spannung U" wächst oder sie von der Stellung n zu der Stellung n-z zurückgehen läßt, wenn die Spannung U hinreichend unter die Spannung U, sinkt.
  • Dank dieser Anordnung braucht der Führer lediglich einen einzigen Schalthebel vor-oder zurückzustellen, je nachdem ob er in die Motoren einen treibenden Strom senden will, um die Zuggeschwindigkeit zu beschleunigen, oder ob er aus den Motoren einen hemmenden Strom entnehmen will, um sie zu verlangsamen.
  • Diese Regelung verlangt ein Umschalten zwischen zwei Verbindungsreihen, der einen für das Anfahren oder die Beschleunigung und der anderen für das Bremsen oder die Verzögerung. Nach dem Umschalten rückt die Schaltwalze selbsttätig vor oder zurück, je nachdem die Zuggeschwindigkeit auf den entsprechenden Wert gestiegen oder gesunken ist.
  • Das Schaltsystem ist mithin voll selbsttätig, da die Schaltwalze automatisch von der ersten bis zur letzten Stellung weiterrückt, sowohl im Sinn der Vorwärts- als auch in dem der Rückwärtsbewegung. Es beruht ausschließlich auf der Wirkung der jeweils herrschenden Zuggeschwindigkeit, und da es vollständig unabhängig von allen Vorgängen in den.Motoren und in ihren Regelungsorganen ist, so bleibt es, da es nur durch die Zuggeschwindigkeit bedingt ist, selbst dann noch in Tätigkeit, wenn die Motoren umlaufen, ohne den geringsten Strom aufzunehmen oder zu erzeugen, d. h. bei Leerlauf.
  • In der folgenden Beschreibung ist die Schaltwalze beim Anfahren und beim Bremsen mit einer Anzahl von Stufen zur Regelung der Drehzahl oder Geschwindigkeit N der Zugmotoren (bzw. Wagenmotoren) versehen; bei jeder Regelungsstufe ändert sich die Geschwindigkeit N zwischen einem Mindestwert N'," und einem Höchstwert N"", wobei der Index n die Nummer der Regelungsstufe im Sinne der wachsenden Geschwindigkeiten bezeichnet. Jede Geschwindigkeitsstufe hat eine gewisse Mittelgeschwindigkeit N" = 1/z -(N@" -i' N""). und eine gewisse Differenz jeder Grenzgeschwindigkeit von dieser Mittelgeschwindigkeit Mn - I%_ (N". -N'")..
  • Die Steuerung ist durch die gemeinsame Anwendung von vier Vorrichtungen gekennzeichnet.
  • i. Eine Vorrichtung I, die dazu bestimmt ist, eine Spannung U zu liefern, die sich mit der augenblicklichen Geschwindigkeit N der Zug- bzw. Wagenmotoren, und zwar in demselben Sinne wie letztere, ändert.
  • a. Eine zweite Vorrichtung 1I, die dazu bestimmt ist, eine Reihe oder Skala von Spannungen UR zu liefern, und die ebenso viele Spannungen enthält, wie die Schaltwalze Stufen aufweist. Jede Spannung U" ist der von der Vorrichtung I gelieferten Spannung dann gleich, wenn die Motorgeschwindigkeit der Mittelgeschwindigkeit N" der betreffenden Stufen entspricht.
  • 3. Eine dritte Vorrichtung III, die dazu bestimmt ist, der von der Vorrichtung.I gelieferten Spannung U diejenige der von Vorrichtung II gelieferten Spannungen UR entgegenzusetzen, die der jeweiligen Stufen entspricht (denn wie aus dem Folgenden hervorgeht, wird die Schaltwalze stets so bewegt, als ob sie selbst die Regelung vorgenommen hätte, auch dann, wenn die Motoren leer laufen).
  • 4. Eine vierte Vorrichtung IV, die dem Spannungsunterschied U-U" ausgesetzt und dazu bestimmt ist, stets dann auf die Schaltwalze einzuwirken, wenn dieser Spannungsunterschied einen gewissen Wert v" erreicht hat, wobei zwischen der Motorgeschwindigkeit N und der der augenblicklichen Stufen der Schaltwalze entsprechenden Mittelgeschwindigkeit N" eine Differenz Mn besteht, die die Schaltwalze nach der Stufe n + i vorschiebt, wenn der Spannungsunterschied und die Geschwindigkeitsdifferenz positiv sind, und die die Schaltwalze nach der Stufe n-i zurückbewegt, wenn diese Differenz negativ ist.
  • Es sind schon Steuerungen für Fahrschalter bekannt, bei denen die Verschiebung der Schaltwalze von einer Stufe zur anderen dann geschieht, wenn der beim Anfahren bzw. Bremsen von den Motoren verbrauchte bzw. gelieferte Strom einen gewissen Höchstwert erreicht. Bekannt sind auch solche Steuerungen der Schaltwalze, bei denen die Regelung entweder durch die Motorspannung V" oder durch die Spannung 1g der evtl. vorhandenen Regelgruppe geschieht. Die Steuerung der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von allen bekannten dadurch, daß das Kriterium für das Vorrücken der Schaltwalze die Motorgeschwindigkeit N ist, und daß die künstlichen Spannungen U und U" in keiner festen Beziehung zu den in der Anlage auftretenden elektrischen Werten stehen, so daß der Antrieb in keiner Weise von der Schaltung und Art der Motoren o. dgl. abhängt und daher für jede beliebige Ausrüstung Anwendung finden kann.
  • Es ist nicht notwendig, daß U (bzw. U") und N (bzw. N") in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen; es genügt, daß sich U in ein und demselben Sinne ändert wie N, oder mit anderen Worten, es muß stets positiv sein.
  • Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • Abb. ia und ib. zeigen Kurven für Anfahren und Bremsen.
  • Abb. a ist eine Gesamtdarstellung der Steuerung. -Abb. 3 zeigt die Vorrichtung, die die Schaltwalze durch die Wirkung der Differenz U-U" bewegt.
  • Abb. 4a bis 4e sind Einzelansichten dieser Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen.
  • Abb. 5 ist eine Einzelansicht der Vorrichtung zur Lieferung der Spannungen U". Abb. 6 zeigt eine vereinfachte Ausführung derselben.
  • Abb. 7 zeigt eine Einrichtung zur Änderung der Empfindlichkeit des unter der Spannung U-U" stehenden Relais. Abb. 8 und 9 zeigen eine Vorrichtung zur Verlangsamung des Anfahrens und zur Beschleunigung des Bremsens bei einem System sowohl für Gleichstrom wie für Wechselstrom.
  • Abb. io zeigt eine Hilfseinrichtung.
  • Abb. ia zeigt im Strom-Geschwindigkeits-Diagramm, daß während des Anfahrens - wo die Geschwindigkeit der Motoren dauernd wächst - der Strom (und dementsprechend auch das Drehmoment oder die Zugkraft) bei einer beliebigen Stellung der Schaltwalze abnimmt und nur dann zunimmt, wenn die Schaltwalze von der Stellung n auf die Stellung iz + i übergeht.
  • Abb.ib läßt erkennen, daß während des Bremsens - wo die Geschwindigkeit der Motoren abnimmt - der Strom (das Drehmoment oder die Zugkraft) bei jeder Stellung der Schaltwalze abnimmt und nur dann wächst, wenn die Schaltwalze von der Stellung n auf die Stellung n - i zurückgeht.
  • Anfahren und Bremsen erfolgen um so schneller, je höher der Mittelwert des Stromes (oder des Drehmoments oder der Zugkraft) ist, d. h. in dem Maße, als die Zickzacklinien im Diagramm steiler sind. Da nun die Kurven für das Anfahren nach rechts hin abfallen, so entspricht das schnellste Anfahren den kleinsten Geschwindigkeiten jeder Stufe (Abb. ia), und da die Bremskurven nach rechts ansteigen., so entspricht die stärkste Bremsung den höchsten Geschwindigkeiten jeder Stufe (Abb. ib).
  • Wenn zum Anfahren in-Stufen mit um gleiche Beträge voneinander verschiedenen Spannungen (gemessen bei Leerlauf der Motoren) und zum Bremsen in + --Regelstufen (bei denselben Spannungen + Nullspannung) angenommen werden, so entstehen zwei Scharen von Geschwindigkeits-Strom-Linien, wovon sich die, welche den gleichen Index n haben, in den durch kleine Kreise auf Abb. ia und ib bezeichneten Punkten schneiden. Für diese schwachen Ströme sind auch die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte der Motoren sehr gering, und die Motorleistung ist von ihrem Höchstwert ziemlich -weit entfernt. In der Praxis ist es also angebracht, solche Anfahr- und Bremszickzacklinien anzuwenden, die sich rechts von den genannten Kreuzungspunkten, und zwar so weit weg, als möglich, befinden. In diesem Falle übersteigen die mittleren Bremsgeschwindigkeiten die entsprechenden mittleren Anfahrgeschwindigkeiten erheblich.
  • Es ergibt sich, daß der Unterschied der Geschwindigkeiten, der zwei aufeinanderfolgenden Bremsstufen .(N" - N" _ 1) b entspricht, größer ist als die GeschwindigkeitsdifferenzderselbenAnfahrstufen(N,i N,t._,), und daß die Geschwindigkeit der letzten Bremsstufe (N1)b größer ist als die der ersten Anfahrstufe (N,)". Für das Folgende ist es wichtig.. daß das Verhältnis (Nn-Nn-1)b1(Nn-Nn-1)a verschieden, und zwar kleiner ist als das Ver-(Nl) b@ (Nl)Q.
  • hältnis Es soll nun eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der Abb. 2 beschrieben werden.
  • Es wird angenommen, daß die Schaltwalze nur mit einer Reihe von Regelstufen, sei es zum Anfahren, sei es zum Bremsen, versehen ist.
  • i. Die Vorrichtung I, die dazu bestimmt ist, eine der augenblicklichen Motor- bzw. Zuggeschwindigkeit N entsprechende Spannung U zu liefern, besteht aus einer kleinen, auf irgendeine Weise erregten Dynamo E, die sich mittels einer passenden Kupplung mit einer der Geschwindigkeit des Zuges oder der Motoren proportionalen Geschwindigkeit dreht.
  • Die Spannung Uist also eine Funktion der Geschwindigkeit N und ändert sich stets in demselben Sinne wie N, so daß einem bestimmten Wert von N stets ein einziger Wert von U entspricht, und umgekehrt. Dieser Zusammenhang kann auch ein Verhältnis sein.
  • 2. Die Vorrichtung II, die dazu bestimmt ist, in- bzw. m + --Spannungen U, (je nachdem die Stufenreihe die Regelung unter Nullspannung, die dem Bremsen eigen ist, ein-oder ausschließt) entsprechend den m- bzw. m -f- --Mittelgeschwindigkeiten N" zu liefern, besteht im Falle der Abb. 2 aus einem Spannungsteiler, der bei Gleichstrom direkt vom Netz gespeist wird: Die in-Spannungen U", die von Null verschieden sind, werden dann von ebensoviel Teilwiderständen jenes Spannungsteilers gleichzeitig geliefert.
  • Der Teil R, des Spannungsteilers dient dem Teil R2 als Ergänzung und Belastung, welch letzterer in acht zwischen den Klemmen o und i, i und 2,:2 und 3 usw. befindliche Einzelwiderstände zerfällt, wobei die zusammengesetzten Widerstände o-i, 0-2, 0-3 usw. eine (lineare oder andere) Funktion der Mittelgeschwindigkeiten N" sind. Alle Widerstände sind derart bemessen, daß die Spannung zwischen Klemme o und Klemme n gleich U" ist, -wenn zwischen Leitung L und Erde T die normale Netzspannung herrscht.
  • Wenn nun des besseren Verständnisses halber eine einfache Verhältnisbeziehung statt einer beliebigen Funktion angenommen wird, so ist die erste Widerstandsstufe o-i der Zahl (NJ, beim Anfahren und der Zahl (N_)b beim Bremsen proportional, und alle folgenden Einzelwiderstände zwischen zwei Klemmen ia -i und n sind untereinander gleich und der Zahl (N" - N, _J" beim Anfahren und der Zahl (N" - N" _ 1) b beim Bremsen proportional.
  • 3. Die Vorrichtung III besteht aus einem Stufenschalter A, der den Zweck hat, je nach der Stellung der Schaltwalze die eine oder andere von dem Spannungsteiler R2 abgenommene Spannung U, der Spannung U entgegenzusetzen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob die Zugmotoren eingeschaltet sind oder nicht. R3 ist ein Widerstand, der in ebensoviel Einzelwiderstände wie der Widerstand R= unterteilt und dazu bestimmt ist, dem Stromkreis 0 R, A R3, B E, 0 bei jeder der vom Stufenschalter A zwangsläufig eingenommenen na-Stellungen einen gewissen Gesamtwiderstand zu geben, der weiter unten erläutert wird. B ist eine im folgenden beschriebene Vorrichtung, die unter der Einwirkung der Spannungsdifferenz U- U" steht bzw. unter der der beiden Spannungen U und U", welche in entgegengesetztem Sinne auf den Stufenschalter A wirken.
  • Die dem Stufenschalter A zu gebende konstruktive Form hängt von der Bauart der Schaltwalze ab.
  • Wenn die Schaltwalze drehbar ist (z. B. eine Kontrollerwalze, eine Nockenwelle usw.), so kann der Stufenschalter A beispielsweise die Form eines mit dieser Walze auf einer Achse sitzenden Umschalters annehmen, so daß der Stufenschalter die Stellung n einnimmt, wenn die Schaltwalze sich ebenfalls auf der Stufen befindet.
  • Wenn die Schaltwalze aus mehreren zusammengehörigen Kontakten besteht, die untereinander elektrisch oder mechanisch verbunden sind, so kann der Stufenschalter A durch Kontakte ersetzt werden, die auf eine ähnliche Weise mit der Schaltwalze verbunden sind.
  • q.. Die Vorrichtung IV besteht im wesentlichen aus einem polarisierten Relais B, das in den Stromkreis geschaltet ist, in dem die Spannung der Dynamo E (der Vorrichtung I) und die Spannung des Spannungsteilers R2 einander entgegenwirken, und aus einem von dem genannten Relais gesteuerten Umschalter C sowie aus einem Steuerrelais D, das über den Umschalter C gespeist wird und die Schaltwalze F bewegt.
  • Wenn sich die Schaltwalze auf der Stufe 7a befindet, wo die Geschwindigkeit den Mindestwert N'n, den Mittelwert N" und den Höchstwert N", besitzt, muß sie auf die Stufe n -j-- i verschoben werden, wenn die Motorgeschwindigkeit N die Geschwindigkeit N" um den Betrag 111n übersteigt und folglich die Geschwindigkeit N"" erreicht (d. h. wenn die Spannung U die Spannung U" um den Ab- stand v" übersteigt), und muß auf die Stufe n - i zurückgeschaltet werden, wenn die Motorgeschwindigkeit N um denselben Betrag Mn kleiner als die Geschwindigkeit N" wird und somit die Geschwindigkeit N'" erreicht (d. h. wenn die Spannung U um den Betrag v, kleiner. wird als die Spannung Un).
  • Zu diesem Vor- bzw. Zurückschalten dienen Relais B, Umschalter C und Steuerrelais D. Das entweder der Spannungsdifferenz U- U" unterworfene oder aber aus zwei getrennten Spulen bestehende Relais B, wobei die eine Spule von der Spannung U und die andere von der Spannung U" gespeist wird, so daß beide Spulen auf den Anker im entgegengesetzten Sinne einwirken, wird so beeinflußt, daß sein Anker (der von einer Feder b in die Mittellage gezogen wird) sich nach rechts verschiebt, wenn U- UR negativ ist. In diesem Falle werden die Kontakte c,-c, des Umschalters geschlossen. Der Anker verschiebt sich dagegen nach links, wenn U - U" positiv wird, und schließt dann Kontakte c2 c2 desselben Umschalters: Da die Feder b ein für allemal eingestellt wird, muß der Anker des Relais B von einem Strom durchflossen werden, der wenigstens einen solchen Wert erreicht, daß der Anker genug Kraft zum Schließen des einen bzw. des anderen Kontaktes c,-c, bzw. c2 c2 hat. Nun wird bei jeder Stufen der Strom von der Spannungsdifferenz v, (die vom Geschwindigkeitsabstand Mn abhängt) und vom Gesamtwiderstand des Stromkreises 0R2, AR, BE, 0 bestimmt. Der obenerwähnte Widerstand R3 dient nun zur Abgleichung dieses Gesamtwiderstandes bei jeder Stufe. In allen Fällen sind die Widerstandsstufen von R3 einzeln durch Berechnung zu bestimmen.
  • Wenn die Kontakte c,- c, geschlossen sind, schickt eine vorhandene Stromquelle (z. B. eine von einem Spannungsteilerwiderstand R ähnlich wie R1 - R= abgenommene Teilspannung) in das Steuerrelais D einen Strom, so daß sich sein Anker nach rechts dreht, wodurch die Schaltwalze von der Stufe n nach der Stufe n -f- i bewegt wird. Wenn aber die Unterbrechung c2 c2 geschlossen ist, schickt die Spannungsquelle in das Steuerrelais D einen Strom, der den Anker nach links dreht, wodurch die Schaltwalze von der Stufe 7a nach der Stufe n - i zurückbewegt wird.
  • In Abb. 2 besteht das polarisierte Relais B aus einem Elektromagneten, zwischen dessen Polen sich ein Anker in dem einen oder in dem anderen Sinne drehen kann, je nachdem U den Wert U, oder U" den Wert U übersteigt. Das Relais kann aber auch jede andere gleichwertige Ausbildung aufweisen.
  • Man kann z. B. dem Steuerrelais D die Form eines Paares von Elektromagneten d, und d2 (Abb. 2 und 3) geben, von denen der eine das Steuerrelais von der Stufen zur Stufe n -f- i vorwärts zieht und von denen der andere es von der Stufe n auf die Stufen - i zurückzieht. Auch noch andere Ausführungsformen sind möglich.
  • Die Konstruktion des Getriebes H zwischen Steuerrelais D und Schaltwalze F hängt von der Bauart der Schaltwalze ab.
  • Es wird, wie oben, immer noch beispielsweise angenommen, daß die Schaltwalze ein drehbares Organ ist, das für jede Stufen eine bestimmte Stellung einnimmt (z. B. eine Kontrollerwalze, eine Nockenwelle u. dgl.). Eine solche Vorrichtung könnte evtl. die in Abb. 2 und in größerem Maßstab in Abb. 4a und 4b schematisch veranschaulichte Ausbildung erhalten, wovon nur die eine Hälfte (die zur Vorwärtsdrehung der Schaltwalze bestimmt ist) dargestellt ist, da die nicht veranschaulichte Hälfte (zur Rückdrehung der Schaltwalze) gegebenenfalls symmetrisch zur dargestellten Hälfte ist.
  • lt, ist ein vom Steuerrelais D beispielsweise mittels einer in h3 angreifenden Stange h2 vom Elektromagneten d, oder d2 bewegter Hebel (s. Abb.3). Letzterer dreht sich um die Welle des drehbaren Schaltwalzenorgans (das mit dem Sperrad h4, bei dem hier zwanzig Zähne mit 18' Teilung angenommen werden, zwangsläufig verbunden ist).
  • Zwecks einfacherer Darstellung sind in Abb.2 die Wellen des Rades la, und der Walze F parallel und gleichzeitig von den Kettenrädern h' und f' und von einer Kette f" (Abb. 2) getrieben gedacht.
  • hr, ist eine um dieselbe Welle drehbare Handkurbel. Sie besitzt eine Aussparung hß, in die ein Vorsprung des Hebels h, eingreift. Diese Aussparung hat den Zweck, daß der Hebel hl die Kurbel h, erst dann nach rechts mitnimmt, wenn der Winkel beider Stücke io2° erreicht, und daß er sie nach links mitnimmt, wenn der Winkel beider auf 9o0 sinkt.
  • h? ist eine von der Kurbel h, bewegte Stoßklinke für das Rad h4 und he eine Zugstange zur Verbindung der Stoßklinke mit dem Hebel hl.
  • Die vier Teile h2, h" h7, h$ bilden ein Gelenkparallelogramm, dessen Winkel sich in f, zwischen 9o° und io2° ändern kann. Eine Feder h, sucht den Winkel auf 9o° zu verringern.
  • hlo ist eine Feder, die den Hebel hl in seine ursprüngliche, in Abb. 4a und 4b veranschaulichte Lage zurückzuziehen sucht; diese Feder fällt fort, wenn das Steuerrelais D selbst mit einer im gleichen Sinne wirkenden Feder versehen ist.
  • h11 ist eine Stütze mit Rolle, die von einer Feder h13 gegen einen Anschlag h12 gedrückt wird.
  • Wenn der Hebel hl mittels des Steuerrelais D um einen Winkel von o° bis 12° gedreht wird, hindert die an den Anschlag h14 der Klinke h,r gedrückte Rolle der Stütze h11 das Gelenkparallelogramm, seine ursprüngliche rechteckige Form bei der Drehung beizubehalten. Das Parallelogramm ändert daher seine Form und spannt die Federn h9 und hlo, und der Winkel in f, vergrößert sich von 9o° bis auf io2°. In dieser Lage gleitet der Anschlag h14 der Klinke h7 von der Rolle der Stütze h11 ab, und die Stoßkante der Klinke hl, kommt zwischen die Zähne ha und hb des Sperrades h4 zu liegen (Abb. 4b).
  • Wenn nun vom Steuerrelais D der Hebel h, noch weiter heruntergedrückt wird, so daß dessen Neigung von 12° auf 30° gebracht wird, so dreht sich das gesamte von der Rolle der Stütze h11 freigegebene Parallelogramm und damit auch das Rad h., um i8°, d. h. um eine Zahnteilung. Das Rad kommt dann in die in Abb. 4e dargestellte Lage.
  • Wenn nun in diesem Augenblick die Einwirkung des Steuerrelais D aufhört, zieht die Feder hl. den Hebel h, nach oben zurück, die Feder h9 bringt den Winkel in f, von io2° auf 9o° zurück, und die Stoßkante der Klinke h7 kommt wieder außer Eingriff mit den Zähnen des Rades h4 (Abb. 4d).
  • - Unter der Einwirkung der Feder h", zieht sich das Gelenkparallelogramm dann noch zurück, und die Rolle der Stütze h11 nimmt ihren Platz am Anschlag h14 der Klinke h., wieder ein (Abb.4e).
  • Um nun die weitere Einwirkung des Steuerrelais D und das Herunterdrücken des Hebels hl zu verhindern, wenn das Rad h4 sich um eine Zahnteilung (i8°) gedreht hat, genügt es, den das Steuerrelais D speisenden Strom in der in Abb.4c dargestellten Stellung zu unterbrechen.
  • Zu diesem Zweck wird der Hebel hl (bzw. ein anderer mit demselben zwangsläufig gekuppelter Teil) beispielsweise mit einem nasenförmigen Vorsprung hl, versehen, der in der Endstellung des Hebels h, einen gewöhnlich durch die Feder hl? geschlossen gehaltenen Ausschalter h,6 öffnet. Um zu verhindern, daß sich der Ausschalter h,e sofort wieder schließt, wenn der Hebel hl seine Bewegung nach oben wieder beginnt, genügt es, einen unter Wirkung einer Feder h" stehenden Sperrteil h1$ vorzusehen, der trotz der Feder h17 das bewegliche Ausschalteorgan zurückhält (Abb. 4c und 4d). Zur Wiederherstellung der gegenseitigen Anfangsstellungen (h18 geschlossen), wenn sich der Hebel hl seiner Anfangsstellung nähert, genügt es, am Hebel hl (bzw. an einem mit demselben zwangsläufig verbundenen Teil) eine Rolle vorzusehen, die im richtigen Augenblick den Teil h1$ zurückdrückt und damit das bewegliche Ausschalteorgan des Unterbrechers h18 freigibt (Abb. 4c.) .
  • Bei den Abb. 4a bis 4c wird angenommen, daß das zum Vorwärtsbewegen der Schaltwalze angetriebene Rad h4 ein Sperrad ist. Die andere Hälfte der Vorrichtung, die zur RÄckwärtsverschiebung der Schaltwalze bestimmt ist, müßte bei einer solchen Annahme mit einem zweiten, zum ersten. symmetrisch angeordneten Sperrad (Abb.2) versehen werden. In der Praxis kann das Rad h, aber auch ein beliebiges, für beide Bewegungsrichtungen geeignetes sein, es muß darin nur das Ende der Klinke h7 entsprechend ausgebildet sein.
  • Es ist auch möglich, die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Schaltwalze mittels andererVorrichtungen als der hier nur beispielsweise ihrer Einfachheit wegen beschriebenen vorzunehmen.
  • Die oben angegebenen Anordnungen können Anwendung bei Ausrüstungen bzw. Kon-! trollern finden, die die Geschwindigkeitsregelung nur beim Anfahren (in diesem Falle geschieht das Bremsen nicht elektrisch) bzw. nur beim Bremsen (in diesem Falle geschieht !das Anfahren von Hand) bewirken. Hierbei i wird durch den Kontroller also nur eine Reihe oder nur ein System von Schaltverbindungen für die Triebmotoren hergestellt, und es ist nur eine Regelstufenreihe vorhanden.
  • Es müssen aber auch solche Ausrüstungen in Betracht gezogen werden, die die Geschwindigkeitsregelung sowohl beim Anfahren als auch beim Bremsen vornehmen. Solche Ausrüstungen besitzen zwei Systeme von Verbindungen, nämlich erstens von solchen, die allen Anfahrregelstufen gemeinsam sind, und zweitens von Verbindungen, die allen Bremsregelstufen gemeinsam sind, und zwei vollständig unabhängige Regelstufenreihen (oder eine Regelstufenreihe mit besonderen-Crl%affen-z-ü-ürrm-AEva dlung und Anpassung an beide Vorgänge). Ein besonderernr=Breins=üischalter ist in diesem Falle vorgesehen; @er dient entweder zur Umschaltung von dem einen System von gemeinsamen Verbindungen auf das andere und von der einen Regelstufenreihe auf die andere oder zur Umschaltung von dem einen System von .gemeinsamen Verbindungen auf das andere und zur gleichzeitigen Einwirkung auf die Einstellorgane oder Abwandlungsorgane der einzigen Regelstufenreihe, je nach dem zu bewerkstelligenden Vorgang.
  • Der Apparat hat im allgemeinen drei Stellungen: S Anfahrstellung, O Leerlaufstellung und B Bremsstellung.
  • Mittels eines solchen Apparats ist'der Zugführer imstande, die Geschwindigkeit in jedem Augenblick beliebig zu erhöhen (Stellung S) oder zu vermindern (Stellung B), ohne bei leer laufenden Motoren über eine ganze Reihe von augenblicklich unnützen Stufen hinwegschalten zu müssen.
  • Ein solcher Apparat wird gegebenenfalls auch dazu benutzt, um beim Umschalten vom Anfahren auf Bremsen, und umgekehrt, einige zur Einstellung nicht etwa der Regelung der Triebmotoren, sondern des selbsttätigen Schaltwalzenantriebs dienende Teile zu verändern, wie an Hand einiger Beispiele weiter unten gezeigt werden wird.
  • Es sei nun die weiter oben angeführte Ausrüstung mit m-Regelstufen wieder betrachtet, und es sei angenommen, daß die Regelung beider Vorgänge, nämlich die des Anfahrens und des Bremsens, selbsttätig vorzunehmen ist. Der Schaltwalzenantrieb ist mit einer Vorrichtung II mit Spannungsteiler versehen. Der Einfachheit halber wird außerdem angenommen, daß der Zusammenhang der Spannungen und Geschwindigkeiten ein einfaches Verhältnis ist.
  • Zum Anfahren sind der erste Teilwiderstand von o-i, also (Ni)", und alle folgenden (Nn - N. _ 1) a proportional; zum Bremsen müssen der erste Teilwiderstand o-i (N1) b und alle folgenden (N, - N" _ i) b proportional sein.
  • Obgleich es nicht unbedingt notwendig ist, so ist es doch angebracht, eine Zwischenreihe von Widerstandsstufen vorzusehen. Die Schaltung dieser drei Reihen von Widerständen soll an Hand der Abb. 5 erläutert werden.
  • Die drei Reihen von Widerstandsstufen werden z. B. dadurch gebildet, daß ein einziger Widerstand R2 auf dreierlei Art unterteilt wird, wobei dieser Widerstand R2 von einem einzigen in geeigneter Weise unterteilten Widerstand R3 kömpensiert wird. Der Widerstand R2 wird mit drei Reihen von acht Kontakten a2, e2, b2 und der Widerstand R3 mit drei anderen Reihen von acht Kontakten a3, es, b3 verbunden, wobei die beiden in bezug auf Folge und Reihe entsprechenden Kontakte einander an dem Dreifachstuf@enschalter Aa, Ae, Ab, der dem Stufenschalter A der Abb. 2 entspricht, gegenüberstehen. Den drei Kontaktpaaren a2 a3, e.-e., b2 b3 entsprechen drei bewegliche, zwangsläufig miteinander gekuppelte Organe Aa, Ae, Ab, die mit der Schaltwalze verbunden oder gekuppelt sind. Diese drei Organe aber besitzen je eine Unterbrechung, und die eine bzw. die andere Unterbrechung d2 ä 3, e',-e'3, b'2 b'3 wird mittels der auf der Walze J des Anf ahr-Brems-Umschalters vorg esehenenKontakte a, c, b geschlossen. Wenn sich nun der Anfahr-Brems-Umschalter in der Stellung S (bzw. O bzw. B) befindet, so wird die Unterbrechung a',-a', (bzw. e'2 e'3 bzw. b'., b'3) durch den Kontakt a (bzw. c bzw. b) der Walze J geschlossen, und der bewegliche Kontakt Aa bzw. A, bzw. Ab schaltet die Widerstände R, und R, des Stromkreises O R2, A R3, B E, O. Da außerdem der Geschwi::digkeitsunterschied (Na-Na -1) a bzw. (N,z-A'.-1)b bzw. (Nn-Nn-1)e Umdrehungen pro Minute beim Anfahren bzw. bei Leerlauf bzw. beim Bremsen beträgt, so ändert sich ebenso der Spannungsunterschied, der das Schließen des Umschalters C der Abb. z mittels des Relais B herbeiführt. Damit der Strom im Anker des Relais den notwendigen Wert erreicht, muß der Gesamtwiderstand des Stromkreises O R2, A R3, B E, O größer werden, wenn von einem Vorgang zum anderen in der angegebenen Reihenfolge umgeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird z. B. durch die Walze J des Anfahr-Brems-Umschalters der Kurzschluß zweier in diesem Stromkreis vorgesehener Widerstände R'3 und R"3 durch das Kontaktstück j3 (Abb. 5) aufgehoben, wenn die Walze J von der Stellung S in die Stellung O und von letzterer in die Stellung B gebracht wird.
  • Es ist aber besser, wenn der Anfahr-Brems-Umschalter fünf Stellungen statt drei besitzt, wobei dann zwei Zwischenstellungen S' und B' zwischen S und O bzw. zwischen O und B entstehen, in denen die Einstellung der Widerstandsstufen von R, und R3 schon erfolgt ist, die Motoren aber noch wie in Stellung O leer laufen, Wenn die Motorgeschwindigkeit z. B. 380 Umdrehungen in der Minute beträgt und sich der Anfahr-Brems-Umschalter in Stellung O befindet, so steht die Schaltwalze auf Stufe 5 (nämlich einer Zwischenstufe zwischen der bei dieser Geschwindigkeit zum Anlassen geeigneten Stufe 7 und der bei derselben Geschwindigkeit zum Bremsen geeigneten Stufe 4). Wenn der Zugführer aber voraussieht, daß er bald-die Geschwindigkeit vergrößern (bzw. vermindern) muß und den Anfahr-Brems-Umschalter in Stellung S' (bzw. B') bringt, so springt die Schaltwalze des Kontrollers nacheinander in die Stufen 6 und 7 (bzw. 4), noch bevor der Führer die Motoren durch Drehen des Anfahr-Brems-Umschalters in die Stellung S (bzw. B) in Betrieb setzt.
  • Bei Fehlen der Zwischenstellungen S' und B' beginnt das Anfahren (bzw. Bremsen) in Stellung S (bzw. B) auf Stufe 5 mit einem zu schwachen (bzw. zu starken) Strom.
  • Man wird daher oft auf die Anwendung der mittleren Reihe e der Widerstandsstufen verzichten, , da sie nur eine Zwischenreihe zwischen den Reihen a (zum Anfahren) und b (zum Bremsen) bildet und beim Leerlauf der Motoren die zum Bremsen bestimmte Reihe b gebrauchen. Wenn dann bei dem Anfahr-Brems-Umschalter die Zwischenstellungen S' und B' ausfallen, so hat dies nur den erträglichen Nachteil, daß der Strom beim Wiederanfahren etwas zu schwach ist (wie dies übrigens in größerem Maßstab bei den gewöhnlichen Widerstandsausrüstungen vorkommt, bei denen die Schaltwalze für Leerlauf auf die äußerste Stufe Null zurückgestellt wird).
  • Auf alle Fälle kann man den mit der Schaltwalze verbundenen Stufenschalter A vereinfachen, was aber den Anfahr-Brems-Umschalter J kompliziert. Dies ist in Abb. 6 gezeigt.
  • Mit Ausnahme der ersten Widerstandsstufen der drei Reihen, also derer, die den Index z haben (und die den Geschwindigkeiten (Ni)" bzw. (N1), bzw. (Ni)b proportional sind), sind alle anderen gleich und proportional den Geschwindigkeitsdifferenzen (N" - N" _ 1)a bzw. (N,Z - N" -1)a bzw. (Nn - NI, -1) b- Es können folglich bei den drei Reihen zu (N"- N"-1), proportionale Widerstandsstufen gebraucht werden, wenn zwei in Serie mit R, + R2 geschaltete Widerstände R'4 und R"4 kurzgeschlossen werden, wenn aus der Stellung S auf Stellung O und von letzterer auf Stellung B geschaltet wird. Wenn die folgende Gleichung erfüllt wird: so entstehen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klemmen von R2 Spannungen, die (N.-N.-1). bzw. (N" - N" -1) b proportional sind, ohne daß die zwischen diesen Klemmen liegenden Widerstände geändert werden (Abb.6).
  • Bei obigem Vorgang benutzt man für das Anfahren und für die Zwischenstellung (Leerlauf) vorzugsweise denselben Geschwindigkeitsunterschied, nämlich (Ni, - N" -1) a _ (N"- N"-,), Infolgedessen benutzt man auch an Stelle der beiden Widerstände R', und R"4 einen einzigen Widerstand R4, der für das Anfahren und für die Leerlaüfstellung kurzgeschlossen ist. Diese Anordnung ist im Schema der Abb. 6 dargestellt. Das Kurzschließen erfolgt (Abb.6) durch das Kontaktstück j4 der Walze T zur gleichen Zeit, in der das Kontaktstück j, den Widerstand Ra kurzschließt und dabei den Wert des ersten Teilwiderstandes ändert.
  • Für den Spannungsunterschied v und den Geschwindigkeitsunterschied MR, die eine Verschiebung der Schaltwalze von einer Stufe zur anderen herbeiführen, ist es besser, wenn diese Differenzen eher über als _unter der Hälfte des Unterschiedes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittelspannungen U" und U" + z bzw. zwei Mittelgeschwindigkeiten N" und N" + z liegen. Der Grund dafür ist folgender: Wenn die Geschwindigkeitsdifferenz M über die Hälfte des Unterschiedes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittelgeschwindigkeiten hinausgeht, so kann es vorkommen, daß zwei Stufen, wenn die Motorgeschwindigkeit M einer dem Mittelwert zwischen beiden fraglichen Mittelgeschwindigkeiten nahestehenden Geschwindigkeit vorübergehend gleich ist, demselben genügen und folglich die Verschiebung der Schaltwalze von einer Stufe in die andere mit einer gewissen Verzögerung geschieht (was lediglich eine Schwächung des mittleren Stromes beim Anfahren bzw. Bremsen zur Folge hat). Wenn aber dieselbe Geschwindigkeitsdifferenz NI geringer ist als der Unterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittelgeschwindigkeiten, so können die Motoren eine zwischen beiden letzteren stehende Zwischengeschwindigkeit annehmen, die keiner Regelstufe entspricht, was die Schaltwalze zum Schwingen zwischen zwei Stufen bringt, wodurch der normale Vorgang des Anfahrens bzw. Bremsens gestört wird.
  • Wenn die Schaltwalze nur einen Vorgang (Anfahren bzw. Bremsen) regelt, so kann der Zugführer die Motoren eingeschaltet oder leer laufen lassen, was mittels eines Ausschalters mit zwei Schaltstellungen geschieht.
  • Wenn die Schaltwalze beide Vorgänge (Anfahren und Bremsen) regelt, kann der Zugführer entweder die Geschwindigkeit erhöhen (Anfahren bzw. W;ederanfahren) oder die Geschwindigkeit vermindern (Bremsen bzw. Wiederbremsen) oder die Motoren leer laufen lassen, was mittels eines Anfahr-Brems-Umschalters mit drei Schaltstellungen geschieht.
  • Es ist aber leicht möglich, dem Zugführer auch noch folgende Möglichkeiten zu geben: a) Zeitweise Abstellung der selbsttätigen Steuerung (des Anfahrens bzw. Bremsens) durch Festhalten der Schaltwalze auf einer bestimmten Stufe, so daß die Motoren einen größeren Teil der Geschwindigkeit-Strom-Kurve durchlaufen können als der in der Zickzacklinie enthaltene Teil, der dem gesteuerten Anlassen bzw. Bremsen entspricht, und die Möglichkeit, die selbsttätige Steuerung nach Belieben wieder einzuschalten.
  • b) Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Anfahr- bzw. des Bremsvorganges bei selbsttätiger Steuerung.
  • Zu a. Zur Ermöglichung der zeitweiligen Abstellung der selbsttätigen Steuerung der Motorgeschwindigkeiten genügt es, z. B. den Stromkreis des Relais B zu öffnen.
  • Wenn der Zugführer den diesbezüglichen Ausschalter wieder schließt; stellt sich wieder die -selbsttätige Steuerung und folglich auch die selbsttätige Geschwindigkeitsregelung ein, und zwar auch bei abnormen Geschwindigkeitsunterschieden N - N" und Spannungsunterschieden U - U", was praktisch aber ahne Nachteil ist, denn die Verschiebung von einer Stufe in die andere geschieht dann bei einem Strom, der geringer als normal ist; es kann hierbei sogar vorkommen, daß zwei Verschiebungen unmittelbar aufeinanderfolgen.
  • Zu b. Zur zeitweiligen Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Anfahr- bzw. Bremsvorganges genügt es, eine Anordnung vorzusehen, welche die Skala der die en-Regelstufen kennzeichnenden Mittelgeschwindigkeiten derart ändert, daß daraus eine Vergrößerung bzw. Verminderung des mittleren Anlaß- bzw. Bremsstromes folgt.
  • Zur Verlangsamung des Anfahrens und zur Beschleunigung des Bremsens genügt es, die Geschwindigkeiten N" zu erhöhen, zur Beschleunigung des Anfahrens und Verlangsamung des Bremsens, sie zu vermindern.
  • Die Geschwindigkeitsunterschiede M" bzw. der gemeinsame Unterschied M ändert sich in demselben Sinne wie die Geschwindigkeiten N".
  • Da N - N" wenn U" - U, d. h. wenn U" - K N, wobei K eine Konstante, so gibt es zwei Mittel zur Erhöhung der Gesamtgeschwindigkeitsstufen: z. Erhöhung der von der Vorrichtung II erzeugten Spannungen U" (unterteilter Widerstand bzw. Motor-Generator-Gruppe) ; a. Verminderung der von der Vorrichtung I (bei allen Geschwindigkeiten) erzeugten Spannungen U, d. h. Verringerung der Erregung der Dynamo E.
  • Die Verlangsamung des Anfahr- bzw. die Beschleunigung des Bremsvorganges werden also auf folgende Arten erreicht.
  • z. Durch Kurzschließen eines mit R2 in Serie geschalteten Widerstandes R" der bei geeigneter Anordnung der Vorrichtung II (Abb. a und 8) einen Teil des Spannungsteilers bildet; z. Durch Aufheben des Kurzschlusses eines mit dem Feld der Dynamo E der Vorrichtung I in Serie geschalteten Widerstandes r'6 (Abb. 8 und 9).
  • Zur Beschleunigung des Anfahr- und zur Verlangsamung des Bremsvorganges werden die nämlichen Vorgänge im entgegengesetzten Sinne mit Hilfe von Widerständen R",, und r", (Abb.8) ausgeführt.
  • Alle Vorgänge können auch vom Zugführer durch Drücken auf Knöpfe (z. B. x', n", iä 1, n'1 (Abb. 8) oder durch ein Kontaktstück j, des Anfahr-Brems-Umschalters I (Abb. a) bewirkt werden.
  • Das Betätigungsorgan (Handgriff) des Anfahr-Brems-Umschalters T (Abb. a) kann mit einer Verriegelung versehen werden, die es nur dann gestattet, die Motoren in Betrieb zu setzen (entweder für Anfahren, Stellung S, oder zum Bremsen, Stellung B), wenn die Stellung der Stufe n der Schaltwalze der augenblicklichen Motorgeschwindigkeit N wirklich entspricht.
  • Zu diesem Zwecke dient z. B. der Anker des Relais B, der dazu bestimmt ist, den Umschalter C zu betätigen, wenn sich die Geschwindigkeit N einer Grenzgeschwindigkeit der betreffenden Stufe nähert, oder einen Kontakt c3 c3 (Abb. zo) zu schließen, wenn die Geschwindigkeit N in der Nähe der Mittelgeschwindigkeit N" der betreffenden Stufe bleibt. Bei geschlossenen Unterbrechungskontakten wird von einer örtlichen Stromquelle, etwa vom Spannungsteiler R aus, ein Strom durch eine Spule na, geschickt, die eine Sperrklinke nag zurückzieht, welche in den Handgriff M eingreift, wenn dieser sich in der Stellung o befindet; der Zugführer kann den Handgriff M nur bei zurückgezogener Sperrklinke in eine der Stellungen S bzw. B bringen.
  • Im Falle von einzelnen Triebwagen hat der Zugführer - außer der Umschaltwalze mit zwei oder drei Stellungen (je nachdem die Ausrüstung einen oder zwei gesteuerte Vorgänge besitzt) - den Knopf zur zeitweiligen Abstellung der selbsttätigen Steuerung und die Knöpfe zur Beschleunigung und Verlangsamung des Anfahr- und Bremsvorganges sowie den Fahrtwender und evtl.-den Anlasser der Steuergruppe einzustellen. Alle obigen Vorgänge können dann direkt erfolgen.
  • Im Falle von in Parallelkupplung stehenden Triebwagen (Vielfachsteuerung) stellt der Zugführer die Apparate jedes Wagens mit Hilfe von Hilfsstromkreisen und Hilfssteuerorganen ein. Wenn die Stromkreise auf jedem Wagen von der Steuergruppe des Triebwagens gespeist werden, muß der Zugführer imstande sein, zuerst die auf seinem Wagen stehende Gruppe vor den anderen Gruppen anzulassen. Die Ferneinstellung, d. h. die indirekte Einstellung der Apparate der verschiedenen Triebwagen, stört in keiner Weise den selbsttätigen Antrieb der Triebwagenschaltwalze.
  • Dagegen ist der selbsttätige Antrieb der Schaltwalzen dadurch bemerkenswert, daß die Anwendungsmöglichkeit der Triebwagenparallelkupplung erweitert wird.
  • Denn die Art der beschriebenen Anpassung der Stufen der Schaltwalze an die Zuggeschwindigkeit (sowohl bei Leerlauf als auch bei Betrieb der Motoren) beruht auf der Zuggeschwindigkeit selbst und ist insofern besonders vorteilhaft, als sie die Triebwagenparallelkupplung sogar dann gestattet, wenn diese Triebwagen ganz verschiedener Art sind.
  • Dazu genügt es, daß den für die verschiedenen Triebwagen angenommenen, den verschiedenen Regelstufen entsprechenden Mittelgeschwindigkeiten derartige Ströme entsprechen, daß die entsprechenden Zugkräfte den Triebwagengewichten proportional sind.
  • Selbstverständlich ist dieses Verhältnis nicht nur beim Durchlaufen der normalen Stufenfolgen, sondern auch beim Durchlaufen der ausnahmsweise vorkommenden Stufenfolgen für beschleunigtes bzw. verlangsamtes Anfahren bzw. Bremsen zu beachten.
  • Es ist klar, daß die Spannung U des Generators E ihr Vorzeichen wechselt, wenn der Zug seine Fahrtrichtung ändert. Um das Vorzeichen der Spannung U, damit diese Spannung unter allen Umständen der Spannung U" des Kreises O RZ, A R3, B E, O entgegengesetzt sei, zu wechseln, wenn die Fahrtrichtung -des Zuges geändert wird, genügt es, gleichzeitig die Anschlüsse zwischen den Klemmen der Dynamo und denen des Kreises O R2, A R3, B E, O zu vertauschen. Dies kann durch dieselbe Vorrichtung P erfolgen, die auch. dazu dient, die Anschlüsse zwischen den Ankern und den Feldmagneten der Triebwagenmotoren zu vertauschen (Abb. z), also durch den Fahrtwender.
  • Es sollen nun einige abweichende Ausführungsformen und Erweiterungen beschrieben werden. Zunächst sollen die Ausführungsformen zur Anpassung der Erfindung an verschiedene Stromarten beschrieben werden.
  • Der Spannungsteiler R -j- R, zur Ableitung der Spannungen U" kann, statt unmittelbar vom Netz gespeist zu werden, wenn es sich um ein Wechselstromnetz handelt, von einer kleinen Umformergruppe (Abb. g), die am Netz hängt, gespeist werden. Eine andere Vorrichtung zur Erzeugung der Spannungen U" kann, wie in Abb. zo dargestellt, aus einer kleinen Umformergruppe bestehen; der Motor M wird vom Netz (beliebiger Stromart ) gespeist, und der Generator G liefert Gleichstrom wie die kleine Dynamo der Vorrichtung'I. Die verschiedenen Spannungen U" können in diesem Falle erhalten werden, indem man bei jeder Stufe die Drehzahl. des Motors Moder die Erregung des Generators G oder beide gleichzeitig ändert. Die von Null verschiedenen Spannungen U" werden dann der Reihe nach geliefert. Wenn die Einrichtung II, wie oben, ein Motorgenerator M G ist, ist die Einrichtung III ein Stufenschalter A, der den Zweck hat, mittels eines Widerstandes die Drehzahl des Motors M oder die Erregung des Generators G oder beide gleichzeitig je nach der Stufe, welche die Schaltwalze einnimmt, zu regeln. Der Generator G ist in Gegenspannung zur Dynamo E angeschlossen, die Vorrichtung A im Kreise steht unter der Spannung U - U" oder unter der der beiden Spannungen U und U", die gesondert im entgegengesetzten Sinne wirken.- Man erkennt, daß, wenn die Vorrichtung II ein Motorgenerator ist, bei dem man die Drehzahl des Motors M oder die Erregung des Generators G oder diese beiden Größen gleichzeitig ändert, man bei automatisch gesteuertem Anfahren und Bremsen dieser Drehzahl bzw. der Erregung bzw. beiden gleichzeitig zwei Reihen von Regelwerten erteilen muß, je nachdem es sich um das Anfahren oder um das Bremsen handelt. Man muß dann einen Stufenschalter A (gekuppelt mit der Schaltwalze) und einen Umschalter T (gekuppelt mit dem Anfahr-Brems-Umschalter) verwenden.
  • Wenn die Zahl der Regelstufen na ist, braucht man zunächst einen Stufenschalter A mit m-Stellungen, der mit der Schaltwalze gekuppelt ist, und einen Umschalter T mit drei Stellungen und gegebenenfalls noch zwei Übergangsstellungen, der mit dem Anfahr-Brems-Umschalter gekuppelt ist, um nach Bedarf eine bestimmte Reihe von Regelstufen in zwei oder auch in drei Reihen, wie vorstehend beschrieben, aufzulösen. Bei einem Motorgenerator MG kann, die Einrichtung zur Verlangsamung des Anfahr- und zur Beschleunigung des Bremsvorganges statt aus Widerständen R'5 und R", in Reihe mit R2 oder des Widerstandes R, in Reihe mit der Erregung der Dynamo aus einer Vorrichtung zur Erhöhung der Drehzahl des Motors M oder der Erregung des Generators G oder für beides zugleich bestehen. Es, ist klar, daß diese Schaltungen ohne weiteres auf eine Ein- oder Mehrphasenwechselstromausrüstung, wie sie Abb.9 zeigt, anwendbar sind.
  • Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Änderung der Empfindlichkeit des Relais B, wenn man vom Anfahren auf Leerlauf und von Leerlauf auf Bremsen übergeht. Wenn also dieses Relais mit Fremderregung versehen ist, kann die Änderung seiner Empfindlichkeit durch Ein-bzw. Ausschalten von zwei im Stromkreis angeordneten Widerständen r', und r"3 bewirkt werden.
  • Wesentlich ist, daß alle Apparate für die, Geschwindigkeitsregelung der Motoren in einer vollkommen abgeschlossenen Einheit oder in einem Block, der starr oder federnd am Wagenrahmen (wenn es sich um eine Fahrausrüstung handelt) befestigt oder aufgehängt ist, vereinigt werden können. Diese Einheit trägt eine Anzahl von Starkstrom-und Schwachstromklemmen für die Verbindungen mit dem Motor, mit der Leitung, mit Erde und mit den Steuereinrichtungen in . Reichweite des Zugführers. Eine beschädigte Einheit kann also schnell durch eine andere ersetzt und so die Reparaturzeit der Wagen abgekürzt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Steuerung von Fahrschaltern, insbesondere für elektrisch betriebene Gleisfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das Fortschaltrelais (B) für die Fahrschalterwalze unter der- gleichzeitigen Wirkung zweier verschiedener Hilfsspannungen steht, von denen die eine (U) proportional oder eine Funktion der jeweiligen,Zuggeschwindigkeit ist, während die andere (U,) proportional oder eine Funktion des Mittelwertes der den einzelnen Schaltstufen zugeordneten Zuggeschwindigkeiten ist, so daß j e nach Überwiegen der einen oder anderen um einen bestimmten Betrag die Fahrschalterwalze um eine Stufe vor- oder zurückbewegt wird. z. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der fortlaufend in demselben Sinne wie die Zuggeschwindigkeit veränderlichen Spannung (U) eine Gleichstromdynamo (E) sowie Vorrichtungen verwendet werden, welche die Dynamo mit einer der Zuggeschwindigkeit proportionalen Drehzahl antreiben. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Reihe oder Skala von Spannungen (U,) ein unmittelbar oder mittelbar am Netz liegender, in mehrere Widerstandsstufen unterteilter Spannungsteiler verwandt wird, an dessen Anzapfungen die verschiedenen Spannungen (U") abgenommen werden. q.. Vorrichtung nach den Ansprüchen i und a, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Reihe oder Skala von Spannungen (U") ein Motorgenerator mit Vorrichtungen zur Geschwindigkeitsregelung des Motors oder zur Regelung der Erregung des Generators verwandt wird. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i, 2 und 3, gekennzeichnet durch einen mit der Fahrschalterwalze gekuppelten Umschalter (A), der bei jeder Stufe der Walze die dieser Stufe entsprechende Spannung (U") am Spannungsteiler abgreift und der der Zuggeschwindigkeit entsprechenden Spannung (U) entgegensetzt. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen i, 2 und q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der der jeweiligen Stufe entsprechenden Spannung (U") ein Motorgenerator verwandt wird, bei dem die Drehzahl des Motors oder die Erregung des Generators durch einen mit der Fahrschalterwalze gekuppelten Umschalter (A) geändert wird. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Schaltwalze eine Anordnung verwandt wird, die aus einem Relais (B) besteht, das von dem Lokalstromkreis, in dem die Spannungen (U und U") entgegengeschaltet sind, gespeist wird und derart angeordnet ist, daß es in Tätigkeit tritt, wenn der Spannungsunterschied (h U - k U") einen bestimmten Wert erreicht und, je nachdem der Spannungsunterschied (h U - k U") positiv oder negativ ist, mittels eines Umschalters (C) ein Steuerrelais (D) im einen oder anderen Sinne beeinflußt, so daß dieses Steuerrelais die Schaltwalze um eine Stufe vor- oder zurückschiebt. B. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit Schaltwalze, die mit einem um einen bestimmten Winkel drehbaren Hebel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrelais (D) mit einem Doppelgelenkparallelogramm versehen ist, dessen Formänderungen eine Stoßklinke in oder außer Eingriff mit den Zähnen eines Sperrades bringt und durch seine Verdrehung dieses Sperrad vor- bzw. zurückdreht, wobei eine Verriegelungsvorrichtung derart angeordnet ist, daß nach der Vor- bzw. Zurückdrehung des Rades der Antriebsstrom ausgeschaltet und, nachdem das Gelenkparallelogramm in seine ursprüngliche Stellung zurückgekommen ist, wieder eingeschaltet wird. g. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 8 mit Umschaltwalze, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Anfahr-Brems-Umschalter (J) gekuppelter oder verbundener Umschalter (j4 j, ja bzw. j3 a b c) in jeder seiner Stellungen (für Anfahren, Leerlauf und Bremsen) die zur Erzeugung der Spannungen (U") verwendeten Vorrichtungen der jeweiligen Betriebsweise (Anfahren, Leerlauf, Bremsen) der Zugmotoren anpaßt und demgemäß nötigenfalls die Empfindlichkeit des Relais (B) ändert. io. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Antriebsvorrichtung der Schaltwalze ein Ausschalter (z. B. i) im Stromkreis des Steuerrelais (D) bzw. im Stromkreis des Relais (B) zur vorübergehenden Unterbrechung der selbsttätigen Anfahr- oder Bremssteuerung und zum Festhalten der Schaltwalze auf einer bestimmten Regelstufe vorgesehen ist. ii. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur willkürlichen Erhöhung und Verminderung der Mittelgeschwindigkeiten (N") vorgesehen ist, um das Anfahren zu verlangsamen und die Bremsung zu beschleunigen, oder umgekehrt, um das Anfahren zu beschleunigen und die Bremsung zu verlangsamen. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erhöhung oder Verminderung der Werte von (N") durch Verminderung oder Erhöhung der Werte der Spannung (U) wirkt, indem Widerstände in den Kreis der die Spannung (U) liefernden Vorrichtung ein- oder (durch Kurzschließen) ausgeschaltet werden. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erhöhung oder Verringerung der Werte von (N") durch Erhöhung oder Verminderung der Werte der Spannung (U") wirkt, indem Widerstände in den Kreis der die Spannung (U") liefernden Vorrichtung ein- oder (durch Kurzschließen) ausgeschaltet werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE760242C (de) * 1938-11-18 1952-06-05 Aeg Starkstromsteuerung fuer elektrisch angetriebene Fahrzeuge
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DE768135C (de) * 1935-09-26 1957-01-17 Siemens Schuckertwerke A G Selbsttaetige Schaltwerksteuerung fuer elektrisch angetriebene Fahrzeuge
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