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Steuerung für elektrische Triebfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine
Steuerung für elektrische Triebfahrzeuge mit motorischem Antrieb der Steuerschaltapparate.
Solche Schaltapparate sind z. B. der Stufenschalter, der in den einzelnen Schaltstufen
das Anlassen und die Regelung der Geschwindigkeit der Motoren besorgt, der Fahrtwender,
durch den der Drehsinn der Motoren bestimmt wird, und ein oder mehrere Schütze,
die den Motorstrom in Abhängigkeit von einem Überstromrelais o. dgl. unterbrechen.
Bei derartigen Steuerungen werden gewöhnlich die einzelnen Schaltapparate je für
sich motorisch, elektromagnetisch, durch Druckluft oder andere selbsttätige Mittel
oder von Hand angetrieben. Wenn bei motorischem Antrieb der Schaltapparat Verstellungen
im entgegengesetzten Sinne erfahren soll, ergeben sich durch die erforderliche Umsteuerung
des Motors aber umständliche und ungünstige Einrichtungen. Insbesondere muß der
Steuermotor dabei, um auf die entgegengesetzte Drehrichtung gebracht werden zu können,
-zunächst auf Stillstand abgebremst werden. Das bedingt natürlich einen gewissen
Zeitaufwand oder, wenn die Umsteuerung schneller vor sich gehen muß, stärkere Beanspruchungen
des Motors. Man hat es infolgedessen vorgezogen, den motorischen Antrieb nur für
die eine Verstellvorrichtung zu benutzen, für die andere dagegen, einen besonderen
Kraftspeicher anzuordnen, der bei der motorischen Verstellung aufgeladen wird.
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Die Erfindung bezweckt nun, die bisher bei den motorisch angetriebenen
Steuerapparaten bestehenden Schwierigkeiten zu beseitigen, und zwar besonders 'für
den Fall, daß mehrere Steuerapparate wahlweise von einem gemeinsamen Motor angetrieben
werden. Die Verstellung des einzelnen Steuerapparates erfolgt dabei sowohl in der
Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung durch den Motor unter Vermittlung eines
Getriebes, das so ausgebildet ist, daß sich die Verstellung des Schaltapparates
im Vorwärts- und im Rückwärtsdrehsinne bei gleichbleibender Drehrichtung des Steuermotors
erzielen läßt. Mit einem solchen Getriebe läßt es sich in einfacher Weise auch ermöglichen,
daß die verschiedenen Apparate gleichzeitig eine Verstellung in entgegengesetztem
Sinne erfahren, wie dies für neuzeitliche Steuerungen in Betracht kommt, bei denen
mit dem Ein- b_ zw. Ausschalten des Fahrschalters zugleich der ebenso wie der Fahrschalter
selbst mit Funkenlöschung versehene Fahrtwender von der Nullstellung in eine seiner
beiden Arbeitsstellungen gebracht bzw. aus diesen wieder in die Nullstellung zurückgeführt
wird.
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Es ist zwar schon eine Steuerung für elektrische Triebfahrzeuge bekanntgeworden,
bei der mehrere Schaltgeräte von je einem Ver-
Stellmotor mit stets
gleichbleibender Drehrichtung sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtssinne verstellt
werden. Es handelt, sich dabei aber nicht, wie im Falle der @rfif:r dung, um voneinander
unabhängige Schal geräte, die vermittels eines gemeinsamen, rz%# in einer Drehrichtung
arbeitenden Verstel%k Motors zu steuern sind. Es wird also durch -die erfindungsgemäße
Einrichtung eine Vielzahl von Verstellmotoren überflüssig.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. i die grundsätzliche Anordnung
der Steuerung, Abb. 2 den Antriebsmotor mit dem Getriebe und den zugehörigen Umschalteinrichtungen
in perspektivischer Ansicht und die Abb. 3 bis 5 die Steuerungsvorrichtung für den
ebenfalls vom Motor angetriebenen Hauptschalter in drei verschiedenen Stellungen
der Kontaktschalthebel.
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i ist der Steuermotor, der' über ein Getriebe 2 wahlweise die Schaltwalze
3 oder den Fahrtwender 4 antreibt. Das Getriebe 2 besteht aus der auf der Motorwelle
sitzenden Schnecke 5, der Trommel 6 mit Schneckenverzahnung 7 und außerhalb der
Trommel-Mitte in den beiden Stirnwänden gelagerter Welle B. In der Trommelmitte
sind von beiden Seiten hereinragende, mehrfach ineinandergeschachtelte Wellen so
angeordnet, daß die inneren Welle 9 und io die Tragwelle für das ganze Getriebe
bilden. Auf der Welle 9 ist eine Hohlwelle i i und auf der Welle 1o eine Hohlwelle
12 sowie auf dieser eine weitere Hohlwelle 13 gelagert. Auf den Hohlwellen i i und
13 ist die Trommel 6 drehbar gelagert. Im Trommelinnern trägt die Welle 9 das Zahnrad
14., die Welle ii das Zahnrad 15, die Welle io das Zahnrad 16, die Welle 12 das
Zahnrad 17, die Welle 13 das Zahnrad 18, während die in der Trommel 6 festsitzende
Welle 8 die Hohlwelle i9 mit den Zahnrädern 2o und 21 und die Hohlwelle 22 mit den
Zahnrädern 23, 24, 25 trägt. Außerhalb der Trommel 6 sitzt auf der Welle 9 eine
Haltescheibe 26, auf der Welle i 1 eine Sperrscheibe, 27, auf der Welle 10 eine
Haltescheibe 28, auf der Welle 12 eine Sperrscheibe 29 und auf der Welle 13 eine
Sperrscheibe 30. Die Haltescheibe 26 und die Sperrscheibe 27 wirken mit dem Sperrhebel
32 und der Sperrklinke 33 zusammen, die auf der gleichen Welle 31 starr befestigt
sind und über den Arm 34 des Haltehebels 32 von einer Haltefeder 35 und einem Elektromagneten
36 beeinflußt werden. Die Haltescheibe 28, das Sperrad 29 und die Sperrscheibe
30 werden von dem auf der gleichen Welle 37 festsitzenden Haltehebel
38 und den Sperrklinken 39 und 4o beeinflußt, die durch zwei auf entgegengesetzt
gerichtete Arme 4, 42 einwirkende Elektromagnete 43, 4.4 gesteuert .werden. Die
Welle 9 ist mit dem Fahrt-=nder 4. und die Welle io mit der Schalt-A 7e3 gekuppelt.
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.:"-'In den Abb.3 bis 5 ist 45 die mit der ,Schaltwalze 3 auf gleicher
Welle sitzende Nockenscheibe, welche über ein Gestänge 46, 47, 48 auf einen im Punkt
4.9 drehbar gelagerten, den Kontakt So tragenden Hebel 51 einwirkt. Der Kontakt
So liegt mit dem Kontakt 52 zusammen im Stromkreis des Hauptschalters der Steuerung.
Der' im Punkt 53 drehbar gelagerte Hebel 46 legt sich an seinem einen Ende mit einer
dort drehbar gelagerten Rolle 54 gegen den Umfang der Scheibe 45 und ist an seinem
anderen Ende an den Hebel 47 angelenkt. Der Hebel 48 ist mit dem Hebel 47 und mit
dem Hebel 51 gelenkig verbunden. Das Gelenk zwischen Hebel 47 und 48 steht über
einen Hebel 55
mit einer Halteklinkenvorrichtung in Verbindung, indem er an
eine bei 56 geradlinig verschiebbar geführte Halteklinke 57 angelenkt ist. Die Halteklinke
57 arbeitet mit einer zweiten Halteklinke 58 zusammen, die im Punkt 59 drehbar gelagert
ist und durch eine Haltefeder 6o sowie- einen Halteelektromagneten 61 beeinflußt
wird. Die Halteklinke 57 ist federnd ausgebildet und kann durch den Anker eines
Elektromagneten 62 so Weit angehoben werden, daß sie außer Eingriff mit der Halteklinke
58 kommt. Die Nockenscheibe 45 besitzt eine Aussparung 63. Der Hebel 51 wird von
einer Feder 64 beeinflußt, welche das Bestreben hat, ihn in die Ausschaltstellung
zu drücken.
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Die Wirkungsweise der selbsttätigen Schaltvorrichtung nach den Abb.
3 bis 5 ist wie folgt: In der Überwachungsstellung nach Abb. 3, in welcher die Kontakte
So, 52 und damit der Stromkreis des Hauptschalters der Steuerung geschlossen ist,
wird der Halteelektromagnet 61 von einem Ruhestrom durchflossen, während der Elektromagnet
62 nur beim Auftreten eines Überstromes erregt ,wird. Erfährt nun der Ruhestromkreis
des Halteelektromagneten 61 eine Unterbrechung oder erhält der Elektromagnet 62
Überstrom, so wird entweder die Halteklinke 58 nach unten gedrückt oder die federnde
Halteklinke 57 so weit von dem Anker des Elektromagneten 62 angehoben, daß beide
Halteklinken 57, 58 außer Berührung kommen. Unter dein Einfluß des Eigengewichts
des Gestänges 51, 48, 47 oder der Feder 64 nehmen die nicht mehr durch die Halteklinken
57, 58 gehaltenen Hebel 51, 48, 47 die in Abb.4 gezeichnete Lage ein, in welcher
die Kontakte So, 52 sich nicht mehr berühren, so daß der Stromkreis des Hauptschalters
unterbrochen ist. Der
Hebel 51 liegt dann gegen den Anschlag 66.
Die auf diese Weise bewirkte Auslösung des Hauptschalters der Steuerung kann in
Abhängigkeit von einem durch den Elektromagneten 62 fließenden Überstrom oder durch
eine im Stromkreis des Halteelektromagneten 61 bewirkte Stromunterbrechung erfolgen.
Nach der Auslösung des Hauptschalters können die Halteklinken 57, 58 in Eingriff
miteinander gebracht werden, wenn- die Nockenscheibe 45 die in Abb. 5 gezeichnete
Stellung, d. h. die Nullstellung der Schaltwalze, eingenommen hat, in welcher die
Rolle 54 in die Vertiefung 63 der Nockenscheibe 45 fällt und die Hebel 47, 48 und
55 sich infolge ihres Eigengewichts oder irgendeiner Federbelastung wieder in die
Stellung bewegen, in der beide Halteklinken 57, 58 miteinander in Eingriff sind.
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Wird im Anschluß hieran die Nockenscheibe 45 weitergedreht, so wird
das die' Rolle 54 tragende Ende des Hebels 46 wieder nach unten gedrückt, so daß
die Hebel 47, 48, 51 und 55 wieder die in Abb. 3 gezeichnete Stellung einnehmen,
in welcher die Kontakte 5o,,52 geschlossen sind.
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Die Wirkungsweise des Getriebes nach, Abb.2 ist wie folgt: In der
gezeichneten Stellung des Getriebes ist die Haltescheibe 26 bei aberregtem Elektromagneten
36 durch den Haltehebel 32 gesperrt, der durch die Haltefeder 35 gegen den Umfang
der Haltescheibe 26 gedrückt wird. Die Welle 9 kann also nicht angetrieben werden,
während das Räderwerk 15, 20, 21, 27 beim Drehen der Trommel 6 leer umläuft. Die
Sperrklinke 33 befindet sich außer Eingriff mit der Sperrscheibe 27. Wird dagegen
durch Anziehen des Elektromagneten 36 die Haltescheibe 26 freigegeben und die Sperrscheibe
27 durch die Sperrklinke 33 gesperrt, so wird bei Drehung der Trommel 6 infolge
Antriebs vom Motor i über die Schnecke 5 und Schneckenverzahnung 7 folgende Bewegungsübertragung
ausgeführt. Auf dem durch die Sperrscheibe 27 festgehaltenen Zahnrad 15 wälzt sich
das .Zahnrad 2o ab und bewirkt über die Zahnräder 21 und 14 eine Umdrehung der Welle
9 entgegengesetzt zur Trommeldrehrichtung.
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In der in Abb. 2 gezeichneten Stellung des Triebwerks befindet sich
der die Bewegungsübertragung nach der Welle 1o bewirkende Teil nicht in Wirksamkeit
insofern, als die Welle 1o durch die Haltescheibe 28 und den zugehörigen Haltehebel
38 festgehalten wird und das Räderwerk mit den Wellen 12, 13 bei Drehung der Trommel
6 leer umläuft.
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Wird dagegen der Haltehebel 38 nach innen außer Bereich der Aussparungen
der Haltescheibe 28 gebracht und dafür die Sperrscheibe 29 durch die Sperrklinke
39 festgehalten, so wälzt sich bei Drehung der Trommel 6 das Zahnrad -24 auf dem
feststehenden Zahnrad 17 ab und bewirkt über die Zahnräder 23 und 16 eine Umdrehung
der Welle 1o in einer zur Drehrichtung der Trommel 6 entgegengesetzten Drehrichtung.
Die Zahnräder 25, 18 und die Sperrscheibe 30 laufen leer mit. Wird die Sperrscheibe
29 freigegeben und dafür die Sperrscheibe 30 durch die Sperrklinke 4o festgehalten,
so wälzt sich das Zahnrad 25 auf dem Zahnrad i8 ab und bewirkt über die Zahnräder
23 und 16 infolge der Untersetzung zwischen 18 und 25 eine Umdrehung der Welle io
in gleicher Drehrichtung wie die Trommeldrehrichtung. Nimmt man an, daß die Räder
17 und 24 eine Übersetzung 4 : i und die Räder 18 und 25 eine Übersetzung i : 4
haben, so erfolgt die mittels der Räder 17,:24 bewirkte Drehrichtung der Welle io
entgegengesetzt zur Drehrichtung der Trommel 6 mit einer Übersetzung von i :3. Bei
der Bewegungsübertragung über die Räder 18, 25 dreht sich das Rad 25 bei einer Umdrehung
der T rommel nur 1/4 um seine Achse. Es wird also der Unterschied zwischen der Viertelumdrehung
des Rades 25 und der ganzen Umdrehung der Trommel 6 auf die Welle übertragen, so
daß diese mit einer Übersetzung von 4: 3 in bezug auf die Trommeldrehung angetrieben
wird. Durch entsprechende Wahl der Übersetzungsverhältnisse der Triebwerkräder kann
die Drehgeschwindigkeit der Steuerwelle 1o im Rechts- oder Linksdrehsinn gleich
oder verschieden gestaltet werden.
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Mit dem beschriebenen Getriebe ist es möglich, bei gleichbleibender
Drehrichtung des Motors i wechselweise den Fahrtwender. oder die Schaltwalze 3 und
den von dieser gesteuerten Hauptschalter anzutreiben. Während für den Fahrtwender
nur immer die gleiche Drehrichtung benötigt wird, kann beim Antreiben der Schaltwalze
die Drehrichtung durch wahlweise Sperrung der Sperrscheiben 29 oder 30 gewechselt
werden. Durch die Haltescheiben 26 und 28 wird erreicht, daß das Festhalten der
Wellen 9 und io immer nur in bestimmten Stellungen, d. h. in Schaltstellungen der
Schaltgeräte 3 und 4, erfolgen kann. Das Getriebe wird gesteuert durch die Elektromagneten
36, 43, 44 im Zusammenhang mit den entsprechenden Gegendruck- oder Zugfedern 35
und 65. Die Elektromagnete 36, 43, 44 haben bei der Steuerung der Schaltklinken
nur sehr geringe Arbeit zu leisten. Sie können deshalb sehr klein gehalten werden
und benötigen nur geringen Strom. Das Festhalten der Sperrscheiben 27, 29 und
30 sowie der Haltescheiben 26
und 28 kann anstatt durch die
beschriebenen Sperr- oder Halteklinken auch durch beliebig andersgeartete Haltevorrichtungen,
wie z. B. Bremsvorrichtungen, erfolgen.