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Einrichtung an Fahrschaltern zur Nutzbremsung von Gleichstrom-Reihenschlussmotoren, die zum Antrieb von Fahrzeugen dienen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung an Fahrschaltern von Gleichstrom-Reiheschlussmotoren, die zum Antrieb von Fahrzeugen dienen und für elektrische Nutzbremsung geeignet sind.
Diese Einrichtung besteht in einer selbsttätigen Schaltvorrichtung, die als Sicherung gegen ungeeignete Schaltungen wirkt, indem sie in bestimmten Bremsstellungen des Fahrschalters unter Einfluss der Ankerspannung einen Nutzbremskreis derart vorbereitet, dass dieser durch den Fahrschalter bei einem Weiterschalten auf die darauffolgende Bremsstufe geschlossen wird.
Gegenüber den bisher bekannten Anordnungen, bei denen beispielsweise ein vollselbsttätiger Übergang von Kurzschlussbremsung auf Nutzbremsung in Abhängigkeit von der Spannung der bremsenden Motoren erfolgt, bietet diese Anordnung den Vorteil, dass es dem Wagenführer völlig überlassen bleibt, den Netzanschluss herzustellen oder nicht. Auf diese Weise bleibt dem Wagenführer die volle Herrschaft über die Betriebs-und Bremszustände seines Wagens erhalten, was mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit, insbesondere bei Störungen irgendwelcher Art, von grosser Bedeutung ist.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. 1 und 2 sind die Anker, 3 und 4 die Feldwicklungen zweier hintereinander geschaltete ! Gleichstrom-Reihenschlussmotoren. In Reihe mit den Feldwicklungen 3 und 4 liegt ein Bremswiderstand 5, in Reihe mit den Ankern und 2 eine Unterbrechungsstelle 6 des Fahrsehalters. Eine weitere Unterbrechungsstelle 8 des Fahrschalters ist in der die Motoren mit dem Stromabnehmer 7 verbindenden Netzzuleitung angeordnet.
In der Netzzuleitung befindet sich ferner zwischen der Unterbrechungsstelle 8 und dem durch die Motoren und den Bremswiderstand 5 gebildeten Kurzschlussbremsstromkreise eine durch ein Schaltschütz 9 übelbrückbare Unterbrechungsstelle. Das Schaltschütz 9 ist mit einer von den Ankern 1, 2 gespeisten Spannungsspule 10 versehen, die in einer einerseits zwischen der Unterbrechungsstelle 6 des Fahrschalters und dem Bremswiderstand 5 und anderseits an Erde angeschlossenen Leitung liegt. Diese Leitung enthält eine Unterbrechungsstelle 11, die durch den Fahrschalter überbrückbar ist. Das Schaltschütz 9 besitzt ferner eine in der Netzzuleitung liegende Stromspule 12, welche dazu dient, auch bei abgeschalteter Spannungsspule 10 das Schütz 9 in der Einschaltstellung festzuhalten, bis der Fahrschalter auf eine t eine Kurzschlussbremsstufe übergeht.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt : Auf der ersten Bremsstufe des Fahrschalters wird die Unterbrechungsstelle 6 überbrückt und dadurch der Kurzschlussbremsstromkreis hergestellt.. Gleichzeitig wird auch die in Reihe mit der Spannungsspule 10 des Schützes liegende Unterbrechungsstelle 11 überbrückt, so dass die Spannungsspule erregt wird. Sobald die Spannung der Anker 1, 2 des im Gefälle laufenden Wagens einen der Netzspannung gleichen oder etwas oberhalb der Netzspannung liegenden Wert erreicht hat, geht das Schütz 9 in seine Einschaltstellung über. Es besteht jedoch auch jetzt noch keine Verbindung des Kurzschlussbremsstromkreises mit dem Netz, also auch keine Nutzbremsung.
Diese wird erst dadurch hergestellt, dass der Fahrschalter beim Übergang auf seine nächste Bremsstufe die Unterbrechungsstelle 8 Überbrückt. Gleichzeitig mit der Überbrückuung der UnterbrechungssteHe wird die UntprbechungssteHe durch den Faluschalter wieder geöffnet, so dass die Spannungsspule 10
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stromlos wird. Das Schütz 9 wild nun lediglich durch die Stromspule gehalten. Der Führer hat also darauf zu achten, dass der Übergang in die zweite Bremsstufe eist dann erfolgt, wenn das Schallschutz 9 eingeschaltet hat. Erfolgt der Übergang in die zweite Bremsstufe, bevor das Schütz 9 eingeschaltet hat, so tritt überhaupt keine Nutzbremsung, sondern lediglich eine Kurzschlussbremsung ein.
Um auch in diesem Fall Nutzbremsung zu erhalten, muss man den Fahrschalter in die Nullstellung und dann von neuem in eine Bremsschaltstellung bringen.
Wie man sieht, hat das Schaltschütz 9 nicht die Aufgabe, selbsttätig eine Verbindung zwischen dem Kurzschlussbremsstromkreise und dem Netz herzustellen oder zu lösen. Es dient vielmehr lediglich dazu, ungeeignete Schaltungen zu verhindern. Z. B. würde sich das Schaltschütz sofort öffnen und dadurch die Motoren vom Netz abschalten, wenn die Stromspule 12 von einem aus dem Netz in die Anker fliessenden Strom anstatt von einem entgegengesetzt gerichteten Strom durchflossen würde.
Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird bei Aufhören der Nutzbremsung die Stromspule 12 stromlos und die selbsttätige Schaltvorrichtung 9 kehrt in ihre Öffnungsstellung zurück.
Gemäss einer weiteren Erfindung wird die selbsttätige Schaltvorrichtung so ausgebildet, dass sie unabhängig von der Richtung des Stromes in der Stromspule auch nach Öffnung der Unterbrechungstelle 11 noch so lange eingeschaltet bleibt, bis die Wirkung der Stromspule die der Spannungsspule aufhebt. Zu diesem Zweck ist im Stromkreise der Spannungsspule parallel zu der durch den Fahrsehalter überbrückbare Unterbrechungsstelle eine zweite Unterbrechungsstelle vorgesehen, die durch den beweg-
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die Spannungsspule 10 zur Haltespule. Um dem Bedienungsmann den Schaltzustand der selbsttätigen Schaltvorrichtung anzuzeigen, kann man mit der erwähnten zweiten Unterbrechungsstelle eine Signalvorrichtung in Reihe schalten.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 2. Die Bezugszeichen entsprechen der Fig. 1. Der bewegliche Schalterteil 9 der selbsttätigen Schaltvorrichtung ist auf seiner Rückseite mit einer Kontaktbrücke 15 versehen, welche im geschlossenen Zustand der Schaltvorrichtung eine Unterbrechungsstelle 13 Überbrückt. Diese Unterbrechungsstelle liegt im Zuge einer Leitung, die an die durch den Fahrschalter überbrückbare Unterbrechungsstelle 11 in Parallelschaltung angeschlossen ist und eine Signallampe 14 enthält, die im Führerstande angeordnet ist.
Bei der Benutzung der beschriebenen Einrichtung wird zunächst auf der ersten Bremsstufe des Fahrschalters durch Überbrückung der Unterbrechungsstelle 6 der Kurzschlussbremskreis hergestellt.
Gleichzeitig wird die Unterbrechungsstelle 11 durch den Fahrschalter überbrückt und dadurch die Spannungsspule 10 der selbstätigen Schaltvorrichtung erregt. Diese schaltet ein, sobald die Ankerspannung der Fahrzeugmotoren eine genügende Höhe erreicht hat. Zugleich leuchtet die Signallampe 14 auf. Will der Bedienungsmann nun zur Nutzbremsung übergehen, so bringt er den Fahrschalter auf die nächste Bremsstufe, wobei die in der Netzzuleitung liegende Unterbrechungsstelle 8 überbrückt, zugleich aber auch die Unterbrechungsstelle 11 wieder geöffnet wird.
Die Spannungsspule-M wird jedoch hiedurch nicht stromlos, da die Unterbrechungsstelle 13 überbrückt bleibt, und die Signallampe 14 brennt weiter ; Erst wenn ein aus dem Netz in die Motoren fliessender Strom eine solche Stärke annimmt, dass die Wirkung
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dann keine Nutzbremsung mehr, sondern nur noch Kurzschlussbremsung. Dieser Zustand wird dem Führer durch Erlöschen der Signallampe 14 angezeigt.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 tritt eine Nutzbremsung nur dann ein, wenn vor dem Übergang auf die zweite Bremsstufe die von der Ankerspannung beeinflusste selbsttätige Schaltvorrichtung angesprochen hat. Auf der ersten Bremsstufe, in der noch der gesamte Bremswiderstand im Kurzschluss- stromkreis liegt, wird nun oft die zum Ansprechen der selbsttätigen Schaltvorrichtung erforderliche Spannung nicht erzielt, so dass eine Nutzbremsung alsdann nicht in allen Fällen möglich ist.
Gemäss einer weiteren Erfindung wird daher auf jeder Nutzbremsstufe die Anschaltung des Kurz- schlussbremsstromkreises an das Netz und damit eine Stromrückgewinnung ermöglicht. Hezu ist zwischen je zwei Nutzbremsstufen des Fahrschalters eine Zwischenstufe angeordnet, durch die während des Überschaltens auf die nächste Stufe ein Stromkreis geschlossen wird, der von der Fahrleitung über diese Zwischenstufe, über den von der selbsttätigen Schalteinrichtung beherrschten Kontakt und über die Einschaltspule des Hauptsehützes, das die Verbindung der Kurzschlussbremsschaltung mit dem Netz herstellt, nach Erde führt.
Somit wird bei jedesmaligem Übergang von einer Kurzschlussbremsstufe auf die nächste, durch das Weiterschalten des Fahrschalters die Nutzbremsung eingeleitet, falls vorher die von der Ankerspannung beeinflusste selbsttätige Schaltvorrichtung angesprochen hatte.
In Fig. 3 ist ein derartiges Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. 1 und 2 sind zwei in Reihe geschaltete Hauptschlussmaschinen mit den Ankern 3 und 4 und den Feldern 5 und 6. Die beiden Maschinen sind auf einem Fahrzeug angeordnet und arbeiten in bekannter Weise als Generatoren auf den Brems-
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Auf dem Fahrschalter sind noch drei zwischen den ersten vier Kurzschlussbremsstufen liegende Kontaktbelege der Reihe 15 angeordnet, die in Verbindung mit einer Kontaktschiene 16 entsprechender Länge beim Weiterschalten den oben angegebenen Stromkreis herstellen. Hiezu ist jeder der Beläge der Reihe 15 mit dem Kontaktstück 16 leitend verbunden.
Die Beläge der Reihe 15 entsprechen einem festen Kontaktfinger 115, der mit dem einen Kontakt eines Kontaktpaares 18 leitend verbunden ist, welches beim Ansprechen der von der Ankerspannung der Motoren 1 und 2 beeinflussten selbsttätigen Schaltvorrichtung 19 geschlossen wird.
Die Magnetspule dieser Schaltvorrichtung 19 liegt einerseits an Erde, anderseits an der freien Klemme des nicht an Erde liegenden Motorankers 3. Der zweite Kontakt des Kontaktpaares 18 ist mit einem Kontakt eines Kontaktpaares 20 verbunden, das geschlossen ist, wenn das die Verbindung der Kurzschlussbremsschaltung mit dem Netz herstellende Hauptschütz 21 nicht angesprochen hat, und das beim Ansprechen dieses Hauptsehützes geöffnet wird. Der zweite Kontakt des Kontaktpaares 20 ist an das eine Ende der Einschaltspule des Hauptschützes 21 angeschlossen, dessen anderes Ende an Erde liegt.
Ausser dem Kontaktpaar 20 steuert das Hauptsehfitz 21 noch das Kontaktpaar 22, das beim Ansprechen des Schützes geschlossen wird und alsdann die Verbindung zwischen der freien Klemme des nicht an Erde liegenden Motorankers 3 mit dem Stromabnehmer 30 und über diesen mit der Fahrleitung herstellt. Von einem dritten, von dem Hauptschütz 21 gesteuerten Kontaktpaar 23, das beim Ansprechen des Schützes geschlossen wird, ist der eine Kontakt über einen Vorschaltwiderstand 24 an das nicht mit Erde verbundene Ende der Einschaltspule des Hauptschützes 21 angeschlossen. Der andere Kontakt ist an den festen Kontakt 117 angeschlossen, der einem mit dem Schaltstück 16 leitend verbundenen Schaltstück 17 des Fahrschalters zugewendet ist.
Der dem Schaltstück 16 entsprechende feste Kontakt 116 steht mit dem Stromabnehmer 30 in leitender Verbindung.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt : Wenn der Fahrschalter auf die erste Stellung gebracht ist, so sind die beiden hintereinandergeschalteten Anker 3 und 4 über den vollen Bremswiderstand 7 mit den beiden Motorfeldern 5 und 6 über Erde in Reihe geschaltet. Falls die von den Motoren erzeugte Spannung einen bestimmten einstellbaren Wert (den der Fahrleitungsspannung) übersteigt, spricht die selbsttätige Schaltvorrichtung 19 an. Es wird jedoch hiedureh der Kurzschlussbremskreis nicht an das Netz angeschlossen, da der Stromkreis des Hauptschützes 21 noch unterbrochen ist.
Während des Weiterschaltens auf die nächste Bremsstufe erhält alsdann vom Stromabnehmer 30 über den festen Kontakt 116, das Kontaktstück 16, den obersten Belag der Kontaktreihe 15, den festen Kontakt 115, das nunmehr geschlossene Kontaktpaar 18 und das ebenfalls geschlossene Kontaktpaar 20 die Einschaltspule des Hauptschützes 21 Strom. Beim Ansprechen dieses Schützes werden die Kontaktpaare 22 und 23 geschlossen und das Kontaktpaar 20 geöffnet. Es ist Vorsorge getroffen, dass 20 erst geöffnet wird, nachdem 23 geschlossen ist.
Hiedurch wird einerseits die Kurzschlussbremsschaltung an das Netz gelegt und damit eine Nutzbremsung eingeleitet ; anderseits erhält die Einschaltspule des Hauptschützes 21 nunmehr über den festen Kontakt 116, die Kontaktstücke 16 und 17, den festen Kontakt 117, das Kontaktpaar 23 und den Vorschaltwiderstand 24 Festhaltestrom, so dass das Hauptschütz 21 auch geschlossen bleibt, nachdem der oberste Belag der Kontaktreihe 15 bei Erreichung der nächsten Bremsstufe den festen Kontakt 115 verlassen hat. Das Schaltstück 17 ist so bemessen, dass der Festhaltestromkreis für das Hauptschütz 21 nur auf den für Nutzbremsung vorgesehenen Bremsstufen geschlossen bzw. sein Schliessen vorbereitet wird.
Sollte auf der ersten Bremsstufe die selbsttätige Schalteinrichtung 19 noch nicht angesprochen haben, sondern sollte diese erst bei einer der späteren Bremsstufen ansprechen, so wird alsdann beim Weiterschalten auf die nächste Bremsstufe durch den zwischen den beiden Bremsstufen befindlichen Belag der Kontaktreihe 15 die gleiche Schaltung, wie eben angegeben, hergestellt und somit in gleicher Weise die Nutzbremsung eingeleitet.
Um dem Fahrer anzuzeigen, dass keine Nutzbremsung mehr stattfindet, kann man zweckmässigerweise in die von der Klemme des Motors 3 zum Stromabnehmer führende, das Kontaktpaar 22 enthaltende Leitung ein Rückstromrelais 25 einbauen, das eine Signalvorrichtung zum Ansprechen bringt, beispielsweise durch Schliessen eines vom Stromabnehmer zur Erde führenden Stromkreises, wie dies in der Fig. 3 gezeichnet ist. Der Führer erkennt alsdann, dass er weitere Bremsstufen abschalten und die Motoren wieder zur Stromabgabe zwingen muss.
Wenn der Fahrdraht spannungslos ist oder Erdschluss hat, so kann das Hauptechütz 21 nicht eingeschaltet weiden. Es können also keine Unfälle dadurch entstehen, dass der beispielsweise zur Vornahme von Instandsetzungsarbeiten abgeschaltet Fahrdraht von dem als Stromerzeuger arbeitenden Fahrzeugmotor Spannung erhält.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung des Kurzschlussbrems- stromkreises in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrschalters durch Vermittlung einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung bewirkt werden, die in der Netzzuleitung angeordnet ist und eine mit zwei Unterbrechungsstellen in Reihe geschaltete Spannungsspule enthält. Eine der beiden Unterbrechungsstellen kann durch den Fahrschalter überbrückt werden, während zur Überbrückung der andern ein selbsttätiges Schallschutz dient, das, ähnlich wie die gemäss der Einrichtung nach Fig. 1 in der Netz-
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ungeeignete ! Schaltungen zu verhindern, nicht aber selbständig den Nutzbremskreis herstellt oder auflöst.
Solange also der Fahrschalter die zugehörige Unterbrechungsstelle nicht überbrückt, bleibt die Spannungsspule der in der Netzzuleitung liegenden Schaltvorrichtung selbst bei geschlossenem Schalt-
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung veranschaulicht die Fig. 4. Wie in Fig. 1 bezeichnen 1, 2 die Anker und 3, 4 die Feldwicklungen der beiden Reihenschlussmotoren. Jedem der Motoren ist ein regelbarer Bremswiderstand 5 vorgeschaltet. Durch einen weiteren Widerstand 19 sind die den Ankern und 2 benachbarten Wicklungsenden der Feldwicklung 3 und 1 : miteinander verbunden. An den Fahrdraht 7 ist der durch die Motoren 1, 2, 3, 4 gebildete Kurzschlussbremsstromkreis durch den Stromabnehemer und eine in der Netzzuleitung liegende elektromagnetische Schaltvorrichtung 8 anschliessbar.
Eine im Kurzschlussbremskreis liegende Unterbrechungsstelle 6 wird durch den Fahrsehalter auf der ersten Bremsstufe überbrückt. Die Vorrichtung 8 ist mit einer von der Netzspannung gespeisten Spannungsspule 18 versehen. Im Zuge der diese Spannungsspule enthaltenden Leitung 14 liegen in Hintereinanderschaltung ein Ausschalter 13, der als Teil des Fahrschalters zu denken ist, und ein Schaltstück 9.
Das Schaltschütz 9 ist mit einer Spannungswicklung 10 versehen, die im Zuge eine'an die Motorenspannung angeschlossenen Leitung 15 liegt. Die Leitung 15 enthält ferner eine beim Schliessen der Kontakte 16 des Schaltschützes 12 überbrückbare Unterbrechungsstelle 17. Diese Unterbrechungsstelle wird bei geöffnetem Schaltschütz 9 durch einen zweiten Kontakt 11 des Sehalters 13 überbrückt, wenn dessen erster Kontakt sich in der gezeichneten Öffnungsstellung befindet.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt : Beim Übergang in die erste Bremsstufe überbrückt der Fahrschalter die Unterbrechungsstelle 6, so dass der Kurzschlussbremsstromkreis hergestellt ist. Sobald die Spannung der Motoren des im Gefälle laufenden Wagens einen der Netzspannung ungefähe gleichen Wert erreicht hat, schliesst sich unter der Wirkung der Spannungsspule 10 das Schütz 9, wobei sowohl das Kontaktpaar 16 als auch das Kontaktpaar 17 überbrückt wird. Wird nun durch Übergang des Fahrschalters in die nächste Bremsstufe der Schalter 13 geschlossen, so erregt sich die Spannungsspule 18 der in der Netzzuleitung liegenden elektromagnetischen Schaltvorrichtung 8, so dass diese eine Verbindung zwischen dem Kurzschlussbremsstromkreis und dem Fahrdraht 7 herstellt.
Der Stromkreis der Spannungsspule 10 ist jetzt lediglich über die Unterbrechungsstelle 17 geschlossen.
Die beschriebene Einrichtung hat den besonderen Vorteil, dass die Verriegelung des in der Netzzuleitung liegenden selbsttätigen Schalters nicht durch eine in dessen Starkstromkreis liegende, sondern durch eine lediglich mit Schwachstrom gespeiste Vorrichtung erfolgen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung an Fahrschaltern für Nutzbremsung von Gleiehstromreihensehlussmotoren, gekennzeichnet durch eine als Sicherung gegen ungeeignete Schaltungen dienende selbsttätige Schaltvorrichtung, die in bestimmten B : emsstellungen des Fahrschalters unter Einfluss der Ankerspannung einen Nutzbremskreis vorbereitet, derart, dass dieser durch den Fahrschalter bei einem Weiterschalten auf die darauffolgende Bremsstufe geschlossen wird.