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Steuerung für elektrisch betriebene Fahrzeuge Bei servomotorisch bewegten
Steuerungen elektrischer Triebfahrzeuge kommen folgende Schaltbewegungen vor: Erstens
muß die Hauptschaltwalze (Fahrtschaltwälze) durch eine Antriebskraft stufenweise
hochgeschaltet werden, zweitens ist beim Richtungswechsel des Fahrzeuges die Fahrtwendewalze
umzulegen und drittens muß, falls elektrisches Bremsen gewünscht ist, eine Bremsumschalt
walze bewegt werden. Diese Aufgäbe wurde schon auf verschiedene Art und Weise gelöst.
So z. B. sind Einrichtungen bekannt, bei denen jede der genannten Walzen einen eigenen
Antrieb besitzt. Weiterhin wurde vorgeschlagen, zwei Walzen zu kuppeln und durch
einen gemeinsamen Antrieb anzutreiben; jedoch hat diese Einrichtung, ebenso wie
jede andere der bekannten Einrichtungen, den Nachteil, daß nicht jede Walze für
sich bewegt werden kann und daß,ebenso viele Kraftantriebe benötigt werden, wie
unabhängig voneinander laufende Schaltwalzen vorhanden sind. Da diese Antriebe verhältnismäßig
große Kräfte zu leisten haben, sind derartige Anordnungen teuer und verwickelt.
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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für elektrisch betriebene Fahrzeuge
mit mehreren, verschiedenen Schaltzwecken dienenden Schaltwalzen, denen ein einziger
Antrieb zugeordnet ist, der jede Schaltwalze unabhängig von den anderen mittels
Klinkwerk drehen kann. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß eine mit dem Antrieb
verbundene Klinke von einem Elektromagneten derart gesteuert wird, daß sie entweder
ins Klinkenrad der Hauptschaltwalze oder in die Mitnehmerscheibe der Fahrtwendewalze
eingreift.
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Auf diese Weise wird' ein besonderer Steuermagnet für die Fahrtwendewalze
eingespart, da der zum Steuern der Hauptschaltwalze dienende Magnet zugleich zum
Steuern der Fahrtwendewalze benutzt wird. Weitere wesentliche Vorzüge ergeben sich
dann, wenn zum Antreiben der Schaltwalzen ein Drehmagnet dient. Solche Drehmagnetantriebe
erfordern z. B. im Gegensatz zu Elektromotoren keine Schnecken- und Zahnradübersetzungen.
Außerdem können sie für höhere Spannung betriebssicher gebaut werden. Dabei handelt
es sich um Spannungen (von mindestens 550 Volt), die als Fahrdrahtspannungen
in Straßenbahnbetrieben üblich sind. Der Drehmagnet braucht nur so bemessen zu sein,
daß er die Walze mit dem größten Kraftbedarf drehen kann, da er die einzelnen Schaltwalzen
unabhängig und nacheinander anzutreiben hat. Außer diesem Drehmagneten sind noch
schwache Steuermagnete erforderlich, deren Zahl entsprechend der Anzahl der Schaltwalzen
verschieden ist. Sind z. B. drei Schaltwalzen vorhanden, so genügen bereits drei
Magnete, ein Antriebsmagnet und zwei Steuermagnete.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht, und zwar in Abb. z das erste und in Abb.2 bis 4 das zweite, wobei
unwesentliche
Teile fortgelassen sind. Soweit in beiden. Fällen
Einzelteile einander gleich sind oder die gleiche Funktion erfüllen, tragen sie
die gleichen Bezugszeichen.
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Wesentliche Teile der Anordnung nach Abb. z sind zunächst die zur
Steuerung der Fahrmotoren dienende Haupt- bzw. Fahrtschaltwalze H, von der lediglich
die Hilfsbeläge c, g zu sehen sind, und die zusammen mit dem Klinkenrad y auf der
Welle z sitzt, ferner die vom Fahrzeugführer zu bedienende Hilfsschaltwalze E, die
Fahrtwendewalze W mit Bolzenscheibe S, die Bremsumschaltwalze K, der Fahrtwendeschalter
L und der Schaltwalzenantriebsmagnet r.
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Soll gefahren werden, so kommt der Fahrbelag F der Hilfsschaltwalze
E mit den zugehörigen Kontaktfingern in Verbindung, so daß Strom von der Leitung
a über Leitung b,
den Belag c der Hauptschaltwalze H, die Leitung d und die
Magnetspule e zur Erde fließt. Die Magnetspule e zieht ihren Anker an, und die Kontakte
i werden geschlossen. Es vermag jetzt Strom von der Leitung b über die Kontakte
i, die Leitung j, den Belag C der Fahrtwendewalze W, die Leitung
l und die Magnetspule in zur Erde zu fließen. Die Spule -in zieht ihren Anker
N an. Die Kontakte N werden überbrückt und die Entklinkungsstange D nach rechts
bewegt, so daß die Klinken x und A mit dem Klinkenrad y in Eingriff
kommen. Beim Schließen der Kontakte n bekommt die Leitung p Spannung, so daß nun
Strom über den Schnappkontakt q und die Magnetspule r zur Erde fließt. Die Magnetspule
r sitzt auf einem mehrpolig ausgebildeten, ruhenden Eisenkörper Q. Der äußere Teil
T ist drehbar gelagert und trägt die Eisenschlußstücke s, die sich als Gegenpole
zu den Polen des Eisenkörpers Q ausbilden können. Im übrigen wird auf den Magnetaufbau
nicht näher eingegangen, da er nicht Gegenstand der Erfindung ist. Ist der Magnet
y erregt, so wird der drehbare Teil T
so lange im Uhrzeigersinne bewegt, bis
sich Pole und Gegenpole decken. Mit dem drehbaren Teil T des Drehmagneten
Q, T ist die Klinke x durch die Drehbolzen 5 drehbar verbunden, wobei die
Achse des Drehmagneten y und die des Klinkenrades y zusammenfallend zu denken sind,
wenngleich sie in der Zeichnung _ der Deutlichkeit halber untereinander gezeichnet
sind. Hat der Drehmagnetanker im Uhrzeigersinn durchgezogen, so schaltet der Schnappschalter
q den Strom ab, da das eine Ende des Schnappschalters fest im Raum gelagert ist.
Bei der Drehbewegung des Magnetankers T wird außerdem die Klinke
t,
die mit dem Bolzen zi des Drehmagnetankers T in Eingriff steht (da ja der
Magnet e angezogen ist), mitgenommen und damit die Bremsumschaltwalze K entgegen
der Kraft der Feder 31 in die Fahrstellung gebracht, wobei die Bremsumschaltwalze
K die für das Fahren bzw. Bremsen notwendigen Umschaltungen der Motoren herstellt.
Um zu verhindern, daß beim Zurückgehen des abgeschalteten Drehmagneten r die Bremsumschaltwalze
K ebenfalls in die Bremsstellung zurückkehrt, wird diese, K, in der Fahrstellung
durch die Klinke 117 verriegelt. Der Anker T nimmt außerdem die mit dein Klinkenrad
y in Eingriff stehende Klinke x mit, wodurch die Hauptschaltwalze H um eine Fahrstufe
hochgeschaltet wird. An der Hauptschaltwalze H greift über ein Seil Z eine Rückzugkraft
an, die das Bestreben hat, die Hauptschaltwalze H in die Nullstellung zurückzuführen.
Um beim Zurückgehen des Drehmagnetankers T ein Zurückkehren der Hauptwalze
H zu vermeiden, ist die Klinke A
vorhanden, welche das Klinkenrad y
und damit die Hauptschaltwalze H in der erreichten Schaltstellung verklinkt. Der
Rückweg des Ankers Z' wird durch einen Anschlag w begrenzt. Beim Zurückkehren des
drehbaren Teiles Tales Drehmagneten r schließt sich der Schnappschalter
q wieder, und der Anker T
schaltet wieder hoch. An und für sich würde
das Hochschalten so lange dauern, bis die letzte Schaltstellung erreicht und der
Schaltbelag g der Haüptschältwälze H-- zu Ende ist. Man wird jedoch noch ein Fortschaltrelais
(nicht dargestellt) vorsehen, das vom Motorstrom durchflossen ist und die zum Drehmagneten
r führende Leitung p unterbricht, wenn der Motorstrom zu groß ist. Erst wenn
dieser auf einen zulässigen Wert abgeklungen ist, fällt das Fortschalterelais ab,
und die Steuerung wird eine Stufe weitergeschaltet.
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Soll die Steuerung in die Nullstellung zurückkehren, so wird die Hilfsschaltwalze
Ein die Nullstellung gebracht, in der die Magnetspule in stromlos wird. Der Anker
N fällt infolge der Kraft der Feder 6 ab, und die beiden Klinken x und A kommen
außer Eingriff mit dem Klinkenrad y. Die Rückzugkraft am Seil Z bringt die Hauptschaltwalze
H in die Nullstellung zurück. Kurz vor der Nullstellung wird die Klinke 11/I an
der Bremsumschaltwalze K mechanisch durch die Hauptschaltwalze H entklinkt, so daß
die Breinsumschaltwalze K infolge der Kraft der Feder 31 in die Bremsstellung
zurückkehren kann.
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Soll elektrisch gebremst werden, so wird die Hilfsschaltwalze E in
die Bremsstellung B gebracht. Nun fließt Strom über Leitung a, Kontakt z der Walze
E, Leitung G, Kontakt 3 der Bremsumschaltwalze K, Leitung J, Kontakte k, Leitung
j., Kontakt C an der Fahrtwendewalze W, Leitung t und Ma-
Pietspule
in zur Erde.- Die Spule m zieht den Anker N an; die Klinken x und
Ä kommen in Eingriff mit dem Klinkenrad y. Die Kontakte n werden geschlossen, so
daß von Leitung a. über Leitung f, Kontakt g, Leitung h,
Kontakte
za und Leitung p der Drehmagnet r
Strom erhält. Der Anker T wird die Steuerung
also hochschalten, wobei das Schalttempo durch ein Fortschaltrelais (nicht dargestellt)
beeinflußt werden kann. Im Gegensatz zur vorhergehenden Schaltung ist dieses Mal
der Magnet e stromlos, und damit bleibt die Bremsumschaltwalze K in der Bremsstellung
stehen. Das Zurückschalten der Steuerung in die Nullstellung erfolgt, wenn die Hilfsschaltwalze
E in die Nullstellung gebracht wird. -Soll die Fahrtrichtung gewechselt werden,
z. B. wenn der Wagen beim Rangieren kurzzeitig rückwärts fährt, so wird der Fahrtwendehebel
L in die gestrichelte Stellung gebracht. Es fließt jetzt Strom von der Leitung a
über den Kontaktbelag q. der Walze E, die Leitung J, den Schalter L, die Leitung
32, die Leitung X, die Kontakte c und die Leitung p zum Drehmagneten r. Sein
Anker T
schaltet einige Stufen vorwärts, bis die Fahrtwendewalze W in die
Stellung I kommt, wodurch die Leitung X spannungslos wird und die Stromzuführung
zum Drehmagneten r aufhört. Da bei dem Hochschalten des Drehinagnetankers T der
Magnet m spannungslos ist und die Klinke x durch die Stange D nach
links gedrückt wird, kommt die Klinke x hier mit den Bolzen 3o der mit der Fahrtwendewalze
IV gekuppelten Scheibe S in Verbindung. Beim Hochschalten wird also die Scheibe
,S' so lange stufenweise gedreht, bis die Stellung I der Fahrtwendewalze W erreicht
ist, in welcher die Leitung X und damit der Drehmagnet spannungslos wird. Die Fahrtwendung
der Motorstromkreise ist jetzt erfolgt. Soll wieder vorwärts gefahren werden, so
wird der Fahrtwendeschalter L in die Vorwärtsstellung h gebracht. Die Leitung
v
liegt nun an Spannung, und da der Fahrtwender W die Stellung I hat, fließt
in die Leitung X wieder Strom, und die Fahrtwendewalze W wird so lange gedreht,
bis die Stellung II erreicht ist.
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Somit ergibt sich, daß sowphl die Steuerung der Bremsumschaltwalze
K als auch die der Fahrtwendewalze W durch ein und denselben Drehmagneten
r erfolgt. Da der Magnet m als Entklinkungsmagnet für die Steuerung schon
vorhanden sein muß, kann also die Steuerung der Fahrtwendewalze W ohne zusätzlichen
Steuermagneten erfolgen. Ist dagegen noch elektrische Bremsung vorgesehen, so ist
ein weiteres Steuerrelais e notwendig, das jedoch in seinen Abmessungen klein gehalten
werden kann, da es keine nennenswerte Kräfte zu Arzeugen hat.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 bis q. ist angenommen, daß
ein Dreh_magnetanker T zur Verwendung kommt, der je nach Vorsteuerung im einen oder
anderen Drehsinne arbeiten kann. Hierbei ist unterstellt, daß die um die Bolzen
io und i i drehbar gelagerten Klinken 12 und 13 am beweglichen Teil T des Drehmagneten
befestigt sind. Die Klinkenscheibe y ist wiederum mit der Hauptschaltwalze H (Abb.
i) fest verbunden. Da die Steuerung dieses Mal nicht nur hochschalten, sondern auch
niederschalten soll, ist eine Rückzugfeder für die Hauptschaltwalze nicht erforderlich.
Angenommen, der Entklinkungsmagnet m (Abb. 2) habe seinen Anker N angezogen, so
schließt dieser die Kontakte ia, wodurch der Drehmagnet Spannung erhält. Infolge
einer Vorsteuerung, die der besseren Übersicht wegen und weil sie nicht Gegenstand
der Erfindung ist, nicht gezeichnet ist, möge sich der Teil T des Drehmagneten im
Uhrzeigersinn bewegen. -Die Bolzen i o und i i _ werden dabei mitgenommen. Die Klinke
12 gleitet an dem Anschlag iy ab und kommt mit dem Klinkenrad y in Eingriff, während
die Klinke 13 - vom -Anschlag 2o außer Eingriff mit dem Klinkenrad y gebracht wird.
Das Klinkenrad y wird eine Stufe mitgenommen, und am Ende der Stufe wird der Magnet
in stromlos, das Rad y wird verklinkt und die Strornzuführung zum Drehmagneten unterbrochen.
Letzterer kehrt in seine Nullstellung zurück, der Entklinkungsmagnet in zieht seinen
Anker N
wieder an und ein erneutes Hochschalten des Drehmagnetankers tritt
ein. Arbeitet dieser Magnet infolge einer Vorsteuerung entgegen dem Uhrzeigersinn,
so wird die Klinke 12 vom Anschlag 1g ausgehoben, und die Klinke 13 kommt in Eingriff
mit dem Klinkenrad y und dreht dieses im Gegenuhrzeigersinn. Um bei einer solchen
Steuerung eine Fahrtwendung mit einem einzigen Antriebsmagneten zu erzielen, ist
noch ein kleiner Hilfsmagnet 21 vorhanden. Außerdem ist noch ein zweites Klinkenrad
22 vorgesehen, das auf der Fahrtschaltwelle 23 lose sitzt und mit einem Kettenrad
2q. fest verbunden ist. Dieses Kettenrad 2¢ treibt über eine Kette 25 den Fahrtwender
W. Beim normalen Arbeiten der Steuerung bleibt das Klinkenrad 22 stehen.
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Ist der Hilfsmagnet 21 erregt und sein Anker 27 angezogen, so wird
die Stange 29 schräg nach oben bewegt; die Klinke 13 kommt außer Eingriff und die
Klinke 29 (s. auch Abb. q.) in Eingriff mit dem Klinkenrad 22. Ist der Drehmagnet
jetzt stromdurchflossen, so wird nur das Klinkenrad 22 im Gegenuhrzeigersinn (Abb.
2 und q.) gedreht
und nimmt dabei, di-e Fahrtwendewalze W so lange
mit, bis die Fahrtwendung vollzogen ist, worauf der Magnet 21 spannungslos wird.
Also auch im vorliegenden Fall ist es möglich, durch ein einfaches Hilfsrelais 21
die Fahrtwendung von ein und derselben Antriebsvorrichtung (Drehmagnet) ausführen
zu lassen.
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Am Wesen der Erfindung ändert sich nichts, wenn beispielsweise die
Steuerung unselbsttätig arbeitet.