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Elektrische Schalteinrichtung, insbesondere für Hilfsmotoren im Bahnbetrieb
In manchen Betrieben wird oft einfachste Bedienungsweise von Motoren oder sonstigen
Stromverbrauchern gefordert,- also beispielsweise das Einschalten von Motoren durch
einen einzigen Schaltgriff. Solange unbelasteter Anlauf der Motoren gewährleistet
ist, bereitet die Erfüllung dieser Forderung wenig Schwierigkeiten. In vielen Fällen
ist jedoch dieser günstige Umstand nicht gegeben. Insbesondere bei Motoren mit höherer
Spannung, z. B. Hilfsmotoren auf elektrischen Triebfahrzeugen, kann auf einen Schutz
der Motoren gegen Stromstöße während des Anlaufes nicht verzichtet werden.
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Es sind Schalteinrichtungen bekannt, bei denen der dem Einschaltkommando
folgende Schalter selbsttätig mit Hilfe des Hauptstromes in einer Zwischenstufe
festgehalten wird, in der der einzuschaltende Stromkreis zunächst über einen Vorschaltwiderstand
geschlossen wird, bis der Strom unter einen vorbestimmten Wert gesunken ist, worauf
der Schalter seine Schaltbewegung vollendet und den Vorschaltwiderstand; überbrückt.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird das Anhalten des Schalters in der Zwischenstufe
durch einen vom Einschaltstromkreis beeinflußten magnetischen Nebenschluß bewirkt,
der eine Verriegelung betätigt, die erst nach Abklingen des Einschaltstronaes aufgehoben
wird. Die Herstellung eines genau bei einer bestimmten Stromstärke wirkenden magnetischen
Nebenschlusses bereitet hierbei jedoch Schwierigkeiten, da schon geringe Gußungenauigkeiten
die Ansprechgrenzen verschieben. Außerdem bringt auch die Verriegelung Nachteile
mit sich. Abgesehen davon, daß sie der Abnützung unterworfen ist, bringt sie unerwünschte
Nebenkräfte in die Einrichtung (Reibung, Schlagwirkung) und hat vor allem den Machteil,
daB sie träge wirkt. Diese Nachteile vermeidet die Erfindung.
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Nach der Erfindung wird der Schalter in der Vorstufe durch eine hauptstromdurchflossene
Spule festgehalten, die der Einschaltkraft selbst entgegenwirkt und die ferner in
dem durch die Vorkontakte zu schließenden Stromzweig liegt und, mit dem Schließen
der Hauptkontakte überbrückt wird. Dadurch, daß die Hauptstromspule der Einschaltkraft
als solcher entgegenwirkt, ist weder ein magnetischer Nebenschluß noch eine mechanische
Verriegelung erforderlich. Die.magnetischen Verhältnisse sind genau im voraus zu
bestimmen, die Einrichtung arbeitet unbehinfiert
von mechanischer
Trägheit, ohne: schlagartige Wirkungen und läßt eine weitgehende Feineinstellung
zu. Ein weiterer Vorteil der neuen Einrichtung besteht darin, daß durch das Überbrücken
der Hauptstromspule bei völligem Schließen desi Schalters ein Wiederausschalten
des Schalters bzw. wiederholtes Aus- und Einschalten desselben (Pumpen) vermieden
wird, daß ferner in der Hauptstromspule nach erfolgtem Schließen des Schalters keine
Verluste auftreten und die Spule, da sie nur kurze Zeit beansprucht wird, klein
bemessen werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. i der Zeichnung.
i ist z. B. ein Hilfsmotor auf einem elektrischen Fahrzeug, der aus der Fahrleitung
2 gespeist wird. Zum Einschalten des Motors dient der Schalter 3. Dieser im wesentlichen
als Schütz ausgebildete Schalter hat außer den Hauptkontakten q. und 5 noch Vorkontakte
6 und ; . Auf seinen beweglichen Schaltteil 8 wirkt außer der Einschaltspule (Steuerspule)
9 noch dieser entgegengesetzt die Hauptstromspule io ein. ii ist die Kontaktbrücke
für die Hauptkontakte, 12 die Vorkontaktbrücke. Diese ist auf dem Teil 8 verschiebbar
gelagert und mit ihm durch eine zweckmäßig vorgespannte Feder 13 verblinden. 1.4
ist ein Vorschaltwiderstand, der z.B. mit der Stromspule io in Reihe mit den Vorkontakten
6 und 7 liegt. Mit 15 ist der Kommandoschalter und mit 16 die Stromquelle im Steuerstromkreis
angedeutet.
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Wird durch Einlegen; des Kommandoschalters 15 die Einschaltspule 9
erregt, so wird der bewegliche Schaltteil 8 unter der Wirkung der Einschaltspule
im Einschaltsinn bewegt, bis die Vorkontakte 6 und 7 durch die Vorkontaktbrücke
12 geschlossen werden. Hierdurch wird der Hauptstromkreis über den Vorschaltwiderstand
14. geschlossen und zugleich die der Einschaltbewegung entgegenwirkende Stromspule
io unter- Strom gesetzt. Ferner wird auch die Feder 13 nach dem Anliegen der Vorkontaktbrücke
i2 an die Vorkontakte 6 und 7 weitergespannt. Dadurch wird einerseits guter Schluß
der Vorkontakte gesichert, anderseits eine zusätzliche, derVollendung der Schaltbewegung
(Schließen der Hauptkontakte) entgegenwirkende Kraft erhalten. Unter der Wirkung
der der Einschaltkraft entgegenwirkenden Kraft der Spule io und der Feder 13 wird
der Schalter in der Vorkontaktstellung so lange festgehalten, bis =der Hauptstrom
unter einen,. gewissen Wert gesunken ist, die Einschaltkraft der Spule 9 also überwiegt,
wodurch das Schließen der Hauptkontakte ¢ und 5 durch die Kontaktbrücke i i bewirkt
wird. Hierdurch wird der Vorschaltwiderstand 14 überbrückt, der Motor ist also endgültig
eingeschaltet. Zugleich wird auch die Stromspule io durch die Hauptkontakte überbrückt.
Hierdurch wird verhindert, daß sie bei Auftreten von erhöhtem Strom (Oberstrom)
im normalen Betrieb den Schalter auslöst und ein Pumpen des Schalters herbeiführt.
Zur Überstromausschaltung kann, ohne daß von der Verwendung eines einfachen, schützartig
ausgebildeten Schalters abgegangen zu werden braucht, wie bereits früher vorgeschlagen,
der Kommandoschalter 15 im Fernsteuerstromkreis als selbsttätiger Schalter
mit Freiauslösung ausgebildet sein und mit einer vom Hauptstrom durchflossenen Spule
versehen werden. Hierdurch. wird bei Überstrom: im Hauptstromkreis der Fernsteuerkreis
dauernd unterbrochen und der Hauptschalter ausgeschaltet, ein selbsttätiges Wiedereinschalten,
bzw.«. Pumpen des Schalters ist hierbei ausgeschlossen, ohne daß aber der Hauptschalter
selbst mit einer Freiauslösung versehen zu sein braucht.
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Die Erfindung' ist auch auf pneumatisch, hydraulisch oder mittels
mechanisdhen Getriebes angetriebene Schützen anwendbar. Zweckmäßig kann hierbei
der durch Vorkontakte eingeschaltete Hauptstrom unmittelbar elektromagnetisch auf
den angetriebenen beweglichen Teil des Schützes einwirken, indem z. B. dieser mit
einem magnetischen Kern verbunden wird, auf den die Hauptstromspule entgegen der
Einschaltkraft einwirkt, so daß oberhalb. eines gewissen Wertes dieses Stromes das
Schütz im Weitenschalten aufgehalten wird und erst bei Rückgang des Stromes unter
diesenWert unter derWirkung des pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Antriebes
seine Hauptkontakte schließt.
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Ein Ausführungsbeispiel mit einem Schütz, das mittels eines mechanischen
Getriebes eingeschaltet wird, ist in Abb. 2 vereinfacht gezeigt. Mit dein beweglichen
Schaltteil 8 ist eine Feder 23 verbunden, die durch den Schalthebel 24 durch Überführen
in die gestrichelt gezeichnete Lage 2d.' gespannt werden kann. Der Schalthebel 2.4
und der Arm 25 eines Winkelhebels bilden zusammen ein Kniehebelstellwerk. Mit dem
zweiten Arm 26 des Winkelhebels ist die Feder 23 verbunden. Bei eingeschaltetem
Schalthebel (Stellung 2q.') ist der Arm 26 in der gestrichelt gezeichneten Stellung
26', die Feder z3 ist gespannt. Sie übt dann auf das Schütz 8 ebenso eine vorausbestimmbare
Einschaltkraft aus wie bei elektromagnetischem oder pneumatischem Antrieb des Schützes.
Dieser Einschaltkraft wirkt wie bei den vorher beschriebenen Beispielen die Stromspule
io entgegen, wodurch, solange der Strom nicht auf
einen zulässigen
Wert gesunken ist, das Schließen der Hauptkontakte 4, 5 des Schützes verhindert
wird.