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Elektrisches Triebfahrzeug Die Fernsteuerung elektrischer Fahrzeuge
ist überall da erwünscht, wo die Betriebsbedingungen und damit die von den Fahrzeugen
auszuführenden Bewegungen sich dauernd verändern und der Führer auf ihm übermittelte
Signale einer leitenden Stelle hin das Fahrzeug zu steuern hat. Solche Betriebsbedingungen
liegen vor z. B. beim Verschiebedienst am Ablaufberg, wo der Lokomotivführer, der
sich mit seiner Lokomotive am Ende eines Zuges befindet, nicht übersehen kann, wie
der Ablauf der Wagen fortschreitet. Der überwachende Rangierleiter muß dem Lokomotivführer
die notwendigen Befehle übermitteln. Diese Befehlsübermittlung erfordert eine gewisse
Zeit, die für den Betrieb verloren ist. Es besteht außerdem die Gefahr, daß die
Befehle nicht richtig verstanden und dann falsch ausgeführt werden.
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Man hat daher vorgeschlagen, die Steuerung der Lokomotive unmittelbar
der Befehlsstelle zu übertragen. Die hierfür vorgeschlagenen Bauarten haben sich
aber bisher, vermutlich wegen der großen Kosten, nicht einführen können. Die meisten
derartiger Vorschläge bedingen die Verlegung mehrerer Steuerleitungen oder Verwendung
elektromagnetischer Wellen.
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Es ist zwar auch schon die Fernsteuerung einer elektrischen Lokomotive
bekanntgeworden. bei welcher die Steuerung. über eine Steuerleitung und die Fahrschiene
erfolgt. Doch wird durch diese Fernbetätigung nur der als fremderregter Motor ausgebildete
Hilfsmotor zum Antrieb des Schaltwerkes gesteuert, welches die Geschwindigkeit der
fremderregten Fahrmotoren regelt. Die Drehrichtung der Fahrmotoren dagegen muß von
Hand eingestellt werden.
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Weiterhin ist auch vorgeschlagen worden, eine mit fremderregten Fahrmotoren
ausgerüstete Gleichstromlokomotive über den Fahrdraht fernzusteuern. Die Erregerleistung
wird dabei einer Batterie entnommen, die von der Lokomotive mitgeführt lvird. Die
den Ankern der 1-Iotoren zugeführte elektrische Leistung wird von einem Leonard-Generator
geliefert, dessen Spannung in ihrer Richtung und Höhe geregelt werden kann. Ein
polarisierter Umschalter dient dabei zur Änderung der Drehrichtung für den Hilfsmotor
des Schaltwerkes, vermag jedoch nicht, die Drehrichtung der Fahrmotoren zu ändern.
Die beschriebene Anordnung hat sich jedoch nicht einbürgern können, nicht zuletzt
deswegen, weil der fremderregte Triebmotor bisher im Bahnbetrieb nur für ganz besonders
gestaltete Aufgaben zu verwenden ist, z. B. dort, wo genaue Einhaltung der Geschwindigkeit
oder Nutzbremsung verlangt wird. Im Verschiebedienst
ist fast durchweg
der Hauptstrornmotor verwendet wörden, @ der gegen Leistungs- und Spannungsstöße
viel weniger empfindlich ist als der fremderregte Motor.
| Die vorliegende Erfindung löst die |
| gabe, auch eine mit Hauptstrommotoren a s @= |
gerüstete elektrische Lokomotive über einen gleichzeitig der Leistungszuführung
dienenden Fahrdraht von einer besonderen Steuerstelle fernzusteuern. Dies geschieht
dadurch, daß auf dem Fahrzeug ein Fahrtwender angeordnet ist, der über die Fahrleitung
durch Änderung der Polarität der Fahrdrahtspännung derart gesteuert wird, daß er
bereits bei einem Bruchteil der vollen Fahrdrahtspannung anspricht. Die Abbildung
zeigt die grundsätzliche Schaltung einer solchen Lokomotive mit der Steuerstelle.
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Der Fahrdraht l wird von dem Leonard-Generator g gespeist, dessen
Feldwicklung c über den Steuerschalters von der Erregermaschine d gespeist wird.
Die Spannung dieses Generators g kann von Null auf volle positive und, nach Umlegen
des Steuerschalters s, von Null auf volle negative Spannung feinstufig geregelt
werden.
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Die Lokomotive ist über den Stromabnehmer e mit der Fahrleitung l
verbunden. Der vön dem Generator g erzeugte Ström fließt im Betriebe über die Fahrleitung
1, den Stromabnehmer e, den Fahrtwender ie, die Feldwicklung f des Motors, es ist
der Einfachheit wegen nur ein Motor gezeichnet, den Anker la und über die Schiene
zurück zum Generator g. Es ist nun möglich, durch Änderung der Spannung des Generators
g die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive beliebig. zu regeln.
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Die Fahrtrichtung der Lokomotive ist durch die Stellung des die Feldwicklung
schaltenden Fahrtwenders w bestimmt. Die gewünschte Einstellung des Fahrtwenders
wird dadurch erzielt, daß der Fahrleitung entweder positive oder negative Spannung
zugeführt wird. In der Nullstellung des Steuerschalterss ist die Fahrleitung spannungslos;
in der Lokomotive ist dann die mechanische Bremse durch Erregung der Bremsauslösespulei
über die Kontakte k1, k2 und k3 der Spannungsrelais p1 bzw. p2, p3 über die
Hilfsbatterie b in der Bremsstellung. Der Fahrt"vender w wird durch ein Fahrtrichtungsrelais
r gesteuert. Dieses Relais weist zwei Spulen r, und r2 auf, denen Gleichrichterzellen
v1 und v= vorgeschaltet sind. Ist die Leitungsspannung positiv, dann kann ein Strom
nur durch die Gleichrichterzelle v1 fließen, so daß lediglich die Spule r1 erregt
wird. Umgekehrt wird bei negativer Leitungsspannung nur die Spule r2 über die Gleichrichterzelle
v2 erregt. Je nach dem, ob die eine oder andere Spule erregt ist, wird der Anker
im einen oder anderen Sinne bewegt und hierdurch die Fahrtwenderspule Tol oder die
Fahrtwenderspule w.- an Spannung gelegt.
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;@ Wird: der Steuerschalter s aus seiner Null-.wllung 4 herausgedreht,
so wird der Anker Air's Leonard-Generators g zwischen Fahr-Lcitung L und Schiene
eingeschaltet und das Feld des Generators erregt. Je nach der Richtung, in der der
Steuerschalter gedreht wird, erhält die Fahrleitung positive oder negative Spannung.
Die Spannung des Generators soll auf der ersten Stellung des Steuerschalters nur
sehr klein, etwa z bis 5 °/o der vollen Spannung, sein. Diese Spannung treibt einen
Strom über die Fahrleitung 1, den Stromabnehmer e, die Kontakte r722 und
.tra3 der Spannungsrelais p2 und p3, einerseits durch die Spule des Spannungsrelais
p1 und durch- die Schienen zurück und andererseits entsprechend der Spannungsrichtung
über eine der beiden Gleichrichterzellen, z. B. Trokkengleichrichter, v1 oder v.
durch die entsprechende Spule r1 bzw. y@ des Fahrtrichtungsrelais r und durch die
Schienen zurück. Das erregte Spannungsrelais p1 öffnet die Kontakte k1, lüftet durch
die Abschaltung der Bremsauslösespulei die mechanische Bremse der Lokomotive und
hebt die überbrückung der Fahrtwenderspulen über die Haltekontakte a1 und a, auf.
Die vom Strome durchflossene Spule des Fahrtrichtungsrelais, z. B: r1, legt durch
Einschalten des Relaisankers nach rechts die von ihr abhängige Fahrtwenderspule
a, an die Batterie b und bewirkt die Einschaltung der Feldwicklung des Motors im
gewünschten Fahrtrichtungssinn. Damit erhält der Motor Spannung und beginnt, sich
zu drehen. Es ist möglich, die Steuerung des Fahrtwenders auch durch die bekannten
magnetisch polarisierten Relais ausführen zu lassen. Die polarisierten Relais würden
dann an die Stelle der Gleichrichterzellen und des Fahrtrichtungsrelais treten.
Die Spule zk!1 legt sich selbst über den Haltekontakt a1 und die Bremsauslösespule
i, die aber nicht anspricht, da sie nur halbe Batteriespannung erhält, an die Klemmen
der Batterie, so daß der Fahrtwender in der gewählten Stellung bleibt.
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Wird nun .die Spannung über 5 °1o des Höchstwertes gesteigert, so
öffnet zunächst das Spannungsrelais p3 seinen Kontakt k3 und schützt somit die für
geringe Spannung ausgelegten Spulen r1 und r2 vor unzulässiger Erwärmung. Steigt
die Spannung über rund 2o °/o des Höchstwertes, so öffnet das Spannungsrelais p2
seinen Kontakt k2 und schützt dadurch auch die- Spule des Relais p3.
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Die Lokomotive wird dadurch stillgesetzt, daß der Steuerschalter s
in seine Nullstellung gedreht wird. Dann ist der Fahrdraht spannungslos,
die
Fahrtwenderspule w1 wird durch die Kontakte k1, 1z2 und k3 kurzgeschlossen, der
Fahrtwender zt, geht in seine Nullstellung, die Bremsauslösespule i wird an die
volle Batteriespannung gelegt und so die Lokomotive mechanisch gebremst.
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Will man elektrische Bremsung, z. B. bei Fahrt im Gefälle, erreichen,
so wird der Steuerschalter s in .die erste Stellüng gebracht, die der entgegengesetzten
Fahrtrichtung bei Lastfahrt entsprechen würde. Dadurch wird die Bremse gelöst, das
Feld f in dem für Bremsung geeigneten Sinne geschaltet und leicht erregt. Wächst
nun .die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive, so kann man durch Veränderung der Stellung
des Steuerschalters s jede gewünschte elektrische Bremskraft einstellen.
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Die soeben erläuterte Schaltung ist aber nicht nur für eine mit Gleichstrom
betriebene Lokomotive geeignet, sondern sie kann auch für Fernsteuerung einer mit
Eiliphasen-Reihenschlul3motoren ausgerüsteten Lokomotive verwendet werden. Es ist
hierzu nur erforderlich, die Spannungsrelais p, und p2 so zu bauen, daß sie auch
bei Wechselspannungen ansprechen und halten. Dann wäre die Fahrtrichtung durch eine
kleine Gleichspannung einzustellen, die so groß ist, daß das Schütz p3 bereits anzieht,
und dann über einen Einpliasen-Stufentransformator die Fahrleitung mit veränderlicher
Wechselspannung zu speisen.
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Es wird sich bei praktischer Ausführung einer solchen ferngesteuerten
Lokomotive empfehlen, die Lokomotive neben der Fernsteuerungseinrichtung noch mit
einem Fahrschalter auszurüsten, der die Steuerung der Lokomotive durch einen Lokomotivführer
ermöglicht, wenn Strecken befahren werden sollen, auf denen Fernsteuerung unzweckmäßig
ist. Falls auch Strecken befahren werden sollen, auf denen keine Fahrleitung verlegt
worden ist, kann die Maschine an Stelle der kleinen Hilfsbatterie mit einer leistungsfähigeren
Batterie ausgerüstet werden, die in der Lage ist, nach entsprechender Umschaltung
auch die Motoren zu speisen.