AT151493B

AT151493B - Elektrische Bahnanlage für Fahrleitungs- und Batteriebetrieb.

Info

Publication number: AT151493B
Authority: AT
Original assignee: Siemens Schuckertwerke Wien
Priority date: 1936-05-22
Filing date: 1936-05-22
Publication date: 1937-11-10

Description

Elektrische Bahnanlage für Fahrlpitungs- und Batteriebetrieb.

Die Erfindung bezieht sieh auf eine elektrische Bahnanlage für Fahrleitungs-und Batteriebetrieb und bezweckt, das Umschalten von dem einen Betrieb auf den andern stets im richtigen Zeitpunkt zu erzwingen und damit zugleich alle Verluste an Zeit und Arbeitsleistung sowie allenfalls Beschädigungen der Einrichtung, die sich durch fehlerhafte Bedienung bzw. durch Unterbrechung der Antriebskraft beim Umschalten ergeben, auszuschliessen. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Übergang von Fahrleitungs-auf Batteriebetrieb und umgekehrt selbsttätig in Ab- ahängigkeit von Hilfseinrichtungen auf der Fahrstrecke ohne Betätigung des Fahrsehalters und ohne Stromunterbrechung an den Motoren erfolgt.

Dadurch wird aber nicht nur eine völlig störungsfreie Umschaltung, sondern gleichzeitig auch eine grundsätzliche Entlastung des Fahrzeugführers erzielt, der von der Sorge um die Umschaltung gänzlich befreit ist.

Es sind bereits Schaltungen auf Lokomotiven bekannt, bei denen die Umschaltung von Oberleitung-au Batteriebetrieb selbsttätig ohne Betätigung des Fahrsehalters erfolgt. Die Umschaltung erfolgt bei diesen Anordnungen jedoch nicht in Abhängigkeit von Hilfsvorrichtungen auf der Fahrstrecke, sondern ist ausschliesslich davon abhängig gemacht, ob der Stromabnehmer Fahrleitungspannung führt oder nicht. Mit dieser Einrichtung ist weder beim Verlassen der Oberleitung noch beim Einfahren in die Oberleitung eine störungsfreie Umschaltung zu erzielen. Beim Verlassen der Oberleitung ist eine Leistungsunterbreehung an den Motoren sowie das Ziehen eines Abschaltliehtbogens zwischen Oberleitung und Stromabnehmer nicht zu vermeiden, beim Einfahren in die Oberleitung tritt ein wesentlicher Spannungssprung an den Motoren auf.

Zur Auslösung der einzelnen zur Umschaltung dienenden Schaltvorgänge können nach der Erfindung Anschläge auf der Strecke (z. B. am Sehienenbett) in verschiedener Form und in entsprechendem Abstand voneinander vorgesehen sein. Besonders zweckmässig lässt sich jedoch die Fahrleitung selbst für die Zwecke der Erfindung verwenden, indem sie an den Übergangsstellen zum Batteriebetrieb, also an ihren Enden, in ihrer Höhenlage geändert wird, wobei der dieser Änderung folgende Stromabnehmer die Umsehaltung der Motoren auf Fahrleitungs-bzw. Batteriespeisung bewirkt. Vorteilhaft kann der Stromabnehmer zu diesem Zweck mit Hilfskontakten verbunden sein, die entsprechend der Bewegung des Stromabnehmers nacheinander die einzelnen die Umschaltung der Motoren bewirkenden Sehaltorgane steuern.

Eine besonders einfache und betriebssichere Schaltung ergibt sich, indem ausser einem vom Stromabnehmer oder von Streckenanschlägen gesteuerten selbsttätigen Schalter zum Anschliessen der Motoren an die Fahrleitung ein damit in Reihe liegender, den Motoren und der Batterie gemeinsam vorgeschalteter Widerstand vorgesehen wird, bei dessen zwangläufigem Ausschalten ein der Batterie allein vorgeschalteter Ladewiderstand eingeschaltet wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im vereinfachten Schaltbild. 1 ist die Fahrleitung, l'deren Endabschnitt, in dem der Fahrdraht allmählich seine Höhenlage ändert. 2 ist der Stromabnehmer des Fahrzeuges, 3 dessen Motoren, 4 die mitgeführte Batterie, 5 der Fahrschalter, 6 der Ladewiderstand der Batterie. 7 ist ein Schalter zum Anschliessen der Motoren an die Fahrleitung, 8 ein den Motoren und der Batterie gemeinsam vorgeschalteter Widerstand. 9 und 10 sind elektromagnetisch gesteuerte Schütze, mit denen die Widerstände 6 und 8 überbrückt werden können. 11 und 12 sind durch den aufwärts-bzw. niedergehenden Stromabnehmer nacheinander betätigte Hilfskontakte zur Steuerung des Schalters 7 bzw. des Schützes 10.

Bei Batteriebetrieb nimmt der Stromabnehmer seine Höchststellung ein, es sind beide Hilfs- kontakte 11 und 12 offen. Es ist daher sowohl der Schalter 7 geöffnet als auch das Schütz 10. Hin-

gegen ist das Schütz 9 angezogen, dessen aus der Batterie gespeister Steuerstromkreis durch die am Schütz 10 angeordneten Hilfskontakte : 3 geschlossen ist. Der Ladewiderstand 6 ist also kurzgeschlossen und die Motoren 3 liegen an der vollen Batteriespannung.

Läuft das Fahrzeug in die Fahrleitungsstrecke ein, so wird auf dem Stück ?' der Stromabnehmer allmählich zum Niedergehen gezwungen. Hiebei wird zunächst der Hilfskontakt 11 geschlossen und damit der Steuerstromkreis des Schalters 7 und dieser selbst eingeschaltet. Die Motoren und die Batterie sind nun an die Fahrleitung angeschlossen, jedoch unter Vorsehaltung des Widerstandes 8, wodurch unzulässig grosse Spannungssprunge an den Motorklemmen vermieden werden, so dass die Motoren während des Umschaltens eingeschaltet bleiben können und eine Unterbrechung der Zugkraft nicht eintritt.

Nach einer entsprechenden Zeit wird durch den noch weiter niedergehenden Stromabnehmer
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Ladewiderstand 6 ein. Damit ist die Schaltung für Fahrleitungsbetrieb hergestellt, bei der die Motoren an der vollen Fahrleitungsspannung liegen und die Batterie über den Ladewiderstand 6 aus der Fahrleitung geladen wird.

Der Übergang auf Batteriebetrieb ergibt sich bei der gewählten Schaltung einfach durch umgekehrten Verlauf der Schaltvorgänge. Es wird zuerst durch den allmählich aufwärtsgehenden Stromabnehmer durch Öffnen von Kontakt 12 der Widerstand 8 ein-und der Widerstand 6 ausgeschaltet und hierauf durch Öffnen von Kontakt 11 der Schalter 7 geöffnet. In jedem Fall bedingt der Widerstand 8 eine Spannungszwischenstufe an den Motoren beim Übergang von der Batterieauf die Fahrleitungsspannung und umgekehrt.

Der Steuerstrom zur Steuerung des Schalters 7 und des Widerstandes 8 wird zweckmässig, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, der Fahrleitung entnommen, um bei Ausfall der Fahrdrahtspeisung und auch bei Versagen der Kontakte 11, 12 mit Sicherheit Umschaltung auf den Batteriebetrieb zu erreichen.

Die Schaltung gemäss der Ertmdung lässt sieh auch vorteilhaft für beschleunigte Batterieladung mit erhöhter Ladestromstärke ausbilden, um die zur Verfügung stehende Ladezeit besser ausnutzen zu können. Der Ladewiderstand 6 ist in diesem Falle entsprechend kleiner zu bemessen, gleichzeitig muss aber dafür gesorgt werden, dass bei Erreichen der Spannungshöchstgrenze der Batterie diese durch einen weiteren Widerstand geschützt wird. Zu diesem Zweck erhält der Vorschaltwiderstand 8 eine zweite Steuerung in Abhängigkeit von der Batteriespannung, die ihn bei Erreichen einer gewissen Batterieladespannung einschaltet.

Das hiefür verwendete von der Batteriespannung abhängige Relais 14 ist einerseits unmittelbar mit der Spule des Schützes M, anderseits mit einem Hilfskontakt 15 auf der Sehaltwalze 5 verbunden. Dieser Kontakt ist auf den höheren Fahrstufen geschlossen und macht damit das Spannungsrelais 14 unwirksam. Dies ist deswegen notwendig, weil sonst die Spannung an den Motoren zu sehr abgedrosselt würde, und auch zulässig, da die Fahrleitungsspannung ohnedies bei Fahrt von selbst abfällt, so dass sie der Batterie nicht gefährlich werden kann. Um das Ausschalten des Ladewiderstandes 6 beim Einschalten des Widerstandes 8 zu verhindern, ist der Steuerkreis des Schützes 9 ebenfalls über das Spannungsrelais 14 geführt. Bei geöffnetem Relais 14 ist dieser Steuerkreis unterbrochen und es kann das Schütz 9 nicht angehoben werden.

Um zu verhindern, dass der aus der Batterie gespeiste Steuerstromkreis für den Ladewiderstand 6 bei Stillstand des Fahrzeuges aus der Batterie unnötig Strom entnimmt, ist dieser Stromkreis zweckmässig über Kontakte 16 der Schaltwalze geführt, die ihn in deren Nullstellung unterbrechen.

Sofern die Anordnung auf beschleunigte Ladung nicht Rücksieht zu nehmen braucht bzw. diese durch zusätzliche Vorschaltwiderstände ermöglicht wird, ist es auch möglich, die Schaltsehütze 9 und 10 in einem Schütz zu vereinigen, das in der einen Endstellung (bei erregter Spule) den Widerstand 8, in der andern (bei unerregter Spule) den Widerstand 6 kurzschliesst. Ergibt sieh fallweise für den Ladewiderstand 6 und den Vorschaltwiderstand 8 die gleiche Grösse, so kann auch gegebenenfalls ein und derselbe Widerstand für beide Zwecke verwendet werden, indem er das einemal den Motoren und der Batterie gemeinsam, das anderemal nur der Batterie vorgeschaltet wird.

Sollte mit einer Widerstandsstufe als Übergangsstufe bei der Umschaltung nicht das Auslangen gefunden werden können, so ist es natürlich auch möglich, den Vorschaltwiderstand in mehrere Stufen zu zerlegen und diese nacheinander zwangläufig zu schalten.

Die erforderliche Zeitverzögerung bei der Durchführung der einzelnen Schaltschritt lässt sich in allen Fällen ohne Zuhilfenahme von Zeitrelais erreichen, die selbst leicht zu Störungen Anlass geben können. Der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Schaltschritten wird durch den in seiner Höhen-
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geführt, so dass zur Durchführung der Schaltung am Fahrzeug die einfachsten und daher betriebssicherste Schaltelemente verwendet werden können. Dass auf diese Weise die Umsehaltung um so schneller stattfindet, je schneller das Fahrzeug fährt, ist mit dem Fahrbetrieb durchaus vereinbar und sogar erwünscht. Der Schalter 7, der u. a. zur Vermeidung von Schaltfunken am Fahrdraht dient, kann gegebenenfalls entfallen, wenn man das Schaltfeuer am Fahrdraht zulässt.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : l. Elektrische Bahnanlage für Fahrleitungs-und Batteriebetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von Fahrleitungs-auf Batteriebetrieb und umgekehrt selbsttätig in Abhängigkeit von Hilfsvorrichtungen auf der Fahrstrecke ohne Betätigung des Fahrschalters und Stromunterbrechung an den Motoren erfolgt.

2. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrleitung an den Übergangsstellen zum Batteriebetrieb ihre Höhenlage ändert und der dieser Änderung folgende Stromabnehmer am Fahrzeug die Umschaltung der Motoren auf Fahrleitungs-bzw. Batteriespeisung bewirkt.

3. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabnehmer des Fahrzeuges mit Hilfskontakten verbunden ist, die entsprechend der Bewegung des Stromabnehmers nacheinander die einzelnen, die Umsehaltung der Motoren bewirkenden Schaltorgane steuern.

4. Elektrische Bahnanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen selbsttätigen Schalter (7) zum Anschliessen der Motoren an die Fahrleitung und einen beim Umschalten den Motoren und der Batterie gemeinsam vorgeschalteten Widerstand (8), mit dessen zwangläufigem Ausschalten ein nur der Batterie vorgeschalteter Ladewiderstand (6) eingeschaltet wird.

5. Bahnanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladewiderstand (6) der Batterie durch einen Hilfskontakt (13) an der Schalteinrichtung des den Motoren und der Batterie gemeinsamen Vorschaltwiderstandes (8) gesteuert ist.

6. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstrom zur Steuerung des selbsttätigen Schalters (7) und des den Motoren und der Batterie gemeinsamen Vorschaltwiderstandes (8) aus der Fahrleitung entnommen wird.

7. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der den Motoren und der Batterie gemeinsame Vorschaltwiderstand (8) eine zweite Steuerung in Abhängigkeit von der Batteriespannung besitzt, wodurch er bei Erreichen einer gewissen Ladespannung der Batterie als weiterer Vorschaltwiderstand für die Batterie eingeschaltet werden kann.

8. Bahnanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Batteriespannung abhängige Steuerkreis des den Motoren und der Batterie gemeinsam vorgeschalteten Widerstandes (8) über Hilfskontakte (15) am Fahrschalter geführt ist, die ihn auf den höheren Fahrstufen unwirksam machen.

9. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstromkreis für den Ladewiderstand (6) der Batterie in Abhängigkeit von der Batteriespannung ausser Wirkung gesetzt wird.

10. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstromkreis für den Ladewiderstand (6) über Hilfskontakte (16) an der Schaltwalze (5) geführt ist, die ihn in deren Nullstellung unterbrechen.

11. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladewiderstand (6) und der den Motoren und der Batterie gemeinsame Vorschaltwiderstand (8) durch eine gemeinsame Schaltvorrichtung (Schütz) gesteuert sind, die in jeder ihrer Endlagen einen der Widerstände kurzschliesst.

12. Bahnanlage nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein und derselbe Widerstand abwechselnd als Ladewiderstand im Batteriestromkreis und als Vorschaltwiderstand für die Motoren verwendet wird.