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Schaltungseinrichtung für Elektromotoren von Eisenbahnfahrzeugen.
Vorliegende Erfindung betrifft Kontrolleranlagen für elektrische Motoren, insbesondere Anlagen, bei welchen von einer entfernten Stelle aus oder von irgendeiner aus einer Anzahl
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zwei oder mehr Motoren goregelt werden kann.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Anordnung je einer elektromagnetisch betätigton Kontrollerwalze flir jeden gesondert getriebenen 1Iotorsatz, wobei alle diese Walzen von einem an einer entfernten Stelle aufgestellten Meisterschalter derart beherrscht werden, dass sie nach dem Belieben des Führers selbsttätig schrittweise mit vorbestimmter oder veränderlicher Geschwindigkeit gedreht, angehalten, wieder in Gang gesetzt oder in die Ausgangslage zurückgeführt werden können. Durch diese Kontroller werden die Leitungen von elektromagnetisch betätigten Schaltern für den Motorstromkreis beherrscht, deren Zahl und Schaltungen leicht geändert werden können, so dass man verwickelte Relais oder zusätzliche Regelungsleitungen vermeiden kann.
Eine besondere Vorrichtung verhindert bei jeder Stellung der Kontrollerwalze die Weiterdrehung derselben, wenn und insolange der den Motoren zugeführte Strom eine. vorbestimmte Grenze über- steigt und die Überlastung der Motoren setzt einen Auslöseschalter in Tätigkeit, wodurch die Schalter im Motorstromkreis geöffnet werden, so dass die Rückführung des Meisterschalters in die uUstellung notwendig ist, um wieder Strom den Motoren zuzuleiten. Es ist auch ein neuartiger Umkehrschalter vorgeschen, um die Stromrichtung in den Ankeroder in den Feldmagnetwicklungen umzukehren, wenn die Drehrichtung der Motoren ge- ändert werden soll.
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gewünscht, so muss für jede weitere Stellung ein besonderer Draht vorgesehen sein.
! n den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Schaltnngsschema der ganzen Anlage und Fig. 2 und : ! zogen die Einrichtung zur Betätigung des Kontrollors.
Die wesentlichen Teile der Aulage nach Fig. 1 sind ein oder mehrere Meisterschalter 1, ein elektromagnetisch betätigter Umkehrschalter 2, Motoren 3 und 4, die mit dem Umkehrschalter 2 entsprechend verbunden sind, eine Kontrollerwalze 5, deren Be- tätigungsvorrichtung 6'nebst Zeitschalter und Vorrichtung 7 zur Verhütung der Weiter-
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Auslöseschalter 8 und elektromagnetisch betätigte Schalter 9 für den Motorstromkreis.
Die Arbeitsweise der Anlage erhellt am besten aus der Betrachtung des Stromvoriaufes
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der Kontrollorwalzc.
Die erste Stellung des Meistorschalters 1, in welche er bei der Vor-oder Rückbewegung gelangt, dient zur Herstellung der nötigen Verbindungen, um den Umkehr-
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Die in Fig. 1 gezeigte Stellung des Umkohrschalters 2 wird in der Praxis nicht vorkommen, weil die Leitungen der Motoren immer entweder für Vorwärts-oder für Rückwärtsbewegung geschaltet sind, ausser wenn der Umkehrschalter eben in Bewegung ist, und infolgedessen wird das eine oder das andere der Stromschlussstücke 15 oder 18 sich in der Stellung befinden, um den einen oder den anderen Elektromagneten 16 oder 19 einzuschalten.
War der Umkehrsc1alter von Haus aus für die Rückwärtsbewegung (Rückwärtsfahrt) eingestellt, so lagen die Stromschlnssstücke J5 und 18 unter der Feder 20 bzw. einer der Federn 22 und bei Bewegung des Meisterschalters in die Stellung F wird der Magnet 16 eingeschaltet und hiedurch der Umlohrschalter in der Richtung des Pfeiles bewegt und in eine Stellung gebracht, welche der Vorwärtsbewegung entspricht, wobei die
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bzw. 21 gelangen. Wird hierauf der Meisterschalter in die Stellung B gebracht, so wird der Magnet 19 eingeschaltet und der Umkehrschalter in die der Rückwärtsbewegung entsprechende Stellung gebracht.
Wird der Umkehrschalter 2 in die der Vor-oder Rückbewegung entsprechende Stellung gebracht, so gelangt der Streifen 15. oder 18 unter die Feder 22, wodurch eine Leitung geschlossen wird, die vom Stromabnehmer T durch den Meisterschalter 1 zur Feder 22 und durch den Widerstand 23 und die Spule 24 der Betätigungsvorrichtung 6 zur Erde bei G2 führt. Hiedurch wird der Kern 114 der Spule 24 samt dem daran befestigten Hebel 25 gehoben, so dass die Kontrollerwalze 5 in der Stellung festgehalten werden kann, in welche sie durch den Eingriff einer Federklinke 27 mit einem Sperrad 28 am Ende der Welle 5 gebracht wird.
In dem zur Erde bei G2 führenden Nebenschluss zur Spule 24 ist ein Schalter und eine Spule 30 der Vorrichtung 7 angeordnet, wodurch der an einem Arm 431 eines zweiarmigen bei 433 drehbaren Hebels 43 befestigte Anker angezogen wird, welcher Arm, wenn er in dieser Weise betätigt wird, einen Schalter 39 schliesst.
Wenn der Meisterschalter 1 in die Stellung S gebracht wird, so legt sich die Feder 31 auf den Streifen 116, wodurch neben der bereits beschriebenen noch eine zweite Leitung geschlossen wird, die vom Ring 11 der Meisterwalze 1 durch die Blasspule 12 und Strom-
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schlussstüeke 34, 35, Feder 36, Spule 37 und den zu dieser parallel geschalteten Widerstand 38 und den Schalter 39 bei G2 zur Erde führt. Die Federn 33 und 36 liegen stets an den Streifen 34 und 35, wenn die Walze 5 sich in der Ausgangsstellung befindet. Infolge der Einschaltung der Spule 37 wird ihr Kern 115 nebst der daran befestigten Klinke 40 gehoben und die letztere greift in das Schaltrad C, it am Ende der Kontrollerwalze 5 und dreht es um einen Zahn.
Gleichzeitig unterbricht der Schalter 29 die Schliessung durch die Spule 30, schliesst dagegen jene durch die Spule 41 der Vorrichtung 7, welche dann einen Anker am anderen Arm 432 des Hebels 43 anzieht und den Schalter 39 öffnet. wodurch die Schliessung durch die Spule 37 unterbrochen wird. Die letztere lässt dann die Ktinke 4 sinken, so dass sie den nächsten Zahn des Schaltrades 28 erfassen kann und die Leitung durch den Schalter 29 und die Spule 30 der Vorrichtung 7 wieder geschlossen wird.
Der Schalter 39 wird dann durch den Magneten 30 wieder geschlossen und die Spule 37 eingeschaltet, wodurch die Walze 5 in die nächste Stellung gedreht wird, wobei sich dieses Spiel wiederholt, bis die Stellung, f erreicht ist, wo dann die Leitung durch die Spule 37 unterbrochen wird.
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geschwindigkeit dieses Mechanismus, u. zw. wird diese Regelung durch Änderung des Widerstandes 38 erzielt ; ein sehr wichtiger Umstand bei Anlagen, bei denen der Gang der Motoren selbsttätig beschleunigt wird, insbesondere dann, wenn es sich um die Motoren von Zügen elektrischer bahnen handelt. Das Anwachsen der Geschwindigkeit kann nach dem Belieben des Führers geregelt werden, indem man einfach den Widerstand 38 als Rhoostaten mit
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indem man dem Widerstand einen entsprechend bestimmten Wert gibt.
Auf diese Weise kann man bei Zügen die Geschwindigkeit ohne erhebliche Belästigung der Reisenden und ohne beträchtliche Überlastung der Motoren hinaufbringen.
Bei der Stellung b der Walze 5 wird eine im Nebenschluss zu der vorstehend be- schriebenen gelegene, vom Punkt 44 ausgehende Leitung geschlossen, die durch den Blasmagneten 45, Feder 46, Walzenstriefen 47, 48, 49, 50, 51, 52, Feder 53, Schalter 54,
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Einschaltung der Spulen 55, 56, 57,. 7) 8 worden die Schalter 63, 62, 61, 60 der Motorleitungen geschlossen.
Befindet sich dann der Umkehrschalter 2 in der Stellung für Vorwärtsbewegung, so geht Strom vom Abnehmer 7'durch die Spule 64, die parallel geschalteten
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Stromschlussstück 73 des Umkehrschalters, und Feldmagnetwicklung 74 zur Erde bei ci, Es sind 80 die Motoren unter VOl'scba1tung des gesamten Vorschaltwiderstandes in Reihe
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Durch Schliessung des Schalters 60 wird Schalter 17 geöffnet ; es ist dann unmöglich den Umkehrschalter 2 zu bewegen, bis der Meisterschalter wieder in die Nullstellung gebracht worden ist.
In gleicher Weise wird der Schalter 75 geöffnet, wenn der Schalter 68 geschlossen wird, wodurch die Einschaltung der Magnetspulen 76, 77, 78 verhindert wird, solange die Motoren in Reihe geschaltet sind.
Werden die Motoren 3 und 4 überlastet, so geht so viel Strom durch die Spule fi4,
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geöffnet wird, dadurch werden alle durch die Schaltermagnetspulen gehenden Leitungen unterbrochen. Um den Schalter 59 wieder zu schliessen, ist es nötig, die Kontrollerwalze 5 wieder in die Ausgangsstellung zurückzuführen, wo ein Anschlag 118 mit einer mit dem Schalter 59 verbundenen Stange 119 in Eingriff tritt und den Schalter entgegen der Wirkung der. Feder schliesst. Dies wird nun durch die Zurück führung des Meisterschalters in die Nullstellung herbeigeführt.
In der Stellung c der Kontrollerwalze liegt die Feder 7. 9 am Streifen. 51 und die Leitung wird durch die Widerstände 80 und Schaltermagnetspule 81 geschlossen, so dass der Schalter 82 geschlossen wird und den Widerstand 65 und einen Teil des Widerstandes 6 (i kurzschtiesst. In der Stellung d der Kontrollerwalze wird ein grösserer Teil des Widerstandes 66' durch den Schalter 83 kurzgeschlossen, indem dieser Schalter durch die Spule 84 geschlossen wird, die dadurch eingeschaltet wird, dass sich in dieser Stellung die Feder 85 an den Streifen 50 legt. Da die Feder 79 in der Stellung d ausser Berührung mit den Streifen 51 steht, so ist Magnet M ausgeschaltet und der Schalter 82 öffnet sich.
In der Stellung e liegt der Streifen 49 der Walzen unter der Feder 86 und die Schaltermagnetspulen 87 und 84 sind eingeschaltet, wodurch Schalter 83 in der Schluss Stellung festgehalten und Schalter 88 geschlossen wird, um einen weiteren Teil des Widerstiandes 66 kurz zu schliessen.
In der Stellung f der Kontrollerwalze liegt die Feder 89 am Streifen 48, wodurch auch die Schaltermagnetspulen 90, 91, 92 eingeschaltet und die zugehörigen Schalter geschlossen werden. Die Motoren 3,4 sind dann ohne vorschaltwiderstand in Reihe geschaltet.
Hat die Kontrollerwalze die Stellung f erreicht, so liegt Feder 33 nicht mehr auf Streifen 34 und Spule 87 ist ausgeschaltet, wodurch die Betätigtgungsvorrichtung 6 still gesetzt wird und die Walze in der Stellung f verbleibt, bis der Meisterschalter in die Stellung At gebracht wird.
In der Stellung e der Kontrollerwalze ist Feder 93 bereits auf den Streifen 94 auf-
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richtung (j die Kontrollerwalze weiter betätigen kann, wie nachstehend beschrieben wird.
Wie bereits bemerkt, sind einzelnen der Schaltermagnetspulen Widerstände 80 vorgeschaltet, welche die Widerstand der durch diese Spulen rührenden parallel geschalteten Leitungen ausgleichen sollen, damit die Schaltermagnete bei Einschaltung sämtlich nahezu gleich starke Ströme erhalten.
Nach der Zeichnung sind die Widerstände aller parallel geschalteten Leitungen angenähert gleich, da die einzelnen Widerstände 80 gleichen Wert haben und dem Widerstand einer der Sehaltermagnetsptilen angenähert gleich sind, und die Anzahl der in einer dieser parallel geschalteten Leitungen in Reihe angeordneten Widerstände,.,'0 so gewählt ist, dass für alle diese Leitungen die Summe der in ihnen iu Reihe geschähe enthaltenen Widerstände 80 und der in ihnen in Reihe geschaltet enthaltenen Schaltermagnete dieselbe ist (nach der Zeichnung fünf).
Beispielsweise enthält die von der Feder 85 ausgehende Leitung bloss einen Magneten 84 und vier Widerstände 80,
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jedoch die Zäh ! der Kinzetwiderstände XU verringern, kann in jeder der Leitungen ein oinzelnor Widerstand oder nine andere Anzahl derselben, die angenähert den gleichen totalen Widerstandswert haben, benützt werden. Die Zeichnung soll eben nur zeigen, dass die
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Feder 36 und Betätigungsvorrichtung 6 geschlossen. so dass letztere die Kontrollerwalze 5 durch die übrigen Steliungen bewegt.
InderStellunggderKontrollerwalzesindalleSchaltermagnetspulenausgeschaltet und die Schalter sind offen ; in der Stellung h dagegen liegt Feder 98 auf Streifen 99, und dann ist die Leitung durch Schalter 75 und Schaltermagnetspulen 76, 77, 78, 57 und 58 geschlossen, so dass sich die Schalter 60, @, 61, 100, 101 und 102 schliessen. Durch Schlirssung des Schalters 102 wird Schalter 54 geöffnet und es wird unmöglich, die Schalter-
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magnetspulen 55, 56 einzuschalten bis die Kontrollerwalze 5 in die Ausgangsstellung zurückgeführt worden ist.
Es geht nun Strom zu den Motoren 3, 4 vom Abnehmer T durch Auslösespule 64, die parallel geschalteten Schalter 60, 61, Schalter 100, Widerstand 66, Stromschlusssttick 67 des Umkehrschalters, Motoranker 68, Stromschlussstück 69 des Umkehrsehalters, Feldmagnetwicklung 70 und Schalter 102 zur Erde bei G5 und in Parallelschaltung hiezu von Punkt 103 durch Schalter 101, Stromschlussstuck 71 des Umkehrschalters, Anker 72, Stromschlussstück 75 des Umkehrschalters und Foldmagnet 74 zur Erde boi G4. Durch Schliessung des Schalters 60 wird Schalter 17 wieder geöffnet, so dass der Umkehrschalter 2 nicht betätigt werden kann, bevor der Meisterschalter 1 in die Nullstellung zurückgebracht worden ist.
Bei der Stellung i der Kontrollerwalze ist die Spule 81 eingeschaltet und der zugehörige Schalter 82 geschlossen, wodurch ein Teil des Widerstandes 66 kurzgeschlossen ist und in der Stellung j ist die Spule 84 eingeschaltet und somit Schalter 83 geschlossen, wodurch ein weiterer Teil des Widerstandes 66 ausgeschaltet wird, zu welchem Zwecke der Schalter 82 geöffnet wird. In der Stellung k der Kontrollerwalze ist die Spule 87 eingeschaltet, wodurch Schalter R8 geschlossen und ein weiterer Teil des Widerstandes 66 ausgeschaltet wird.
In der Stellung l der Kontrollerwalze ist nebst den Spulen 87 und 84 auch noch die Spule 92 eingeschaltet und der Schalter 1M schliesst einen weiteren Teil des Wider-
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eingeschalteten auch noch die Spulen 90 und 91 eingeschaltet und so die Schalter 105 und 106 geschlossen, wodurch Widerstand 66 vollständig ausgeschaltet ist und die Motoren 3, 4 ohne Vorschattwiderstand parallel geschaltet sind.
In der Stellung m liegen ferner die Federn 107, 108 an den Streifen 109, 110, wodurch parallel geschaltete Verbindungen durch Widerstand 111 zu allen vorher eingeschalteten Schaltermagnetspulen geschlossen werden. In der Stellung n werden diese vorher hergestellten Verbindungen zu den Schaltermagnetspulen unterbrochen und es bleiben nur jene geschlossen, welche die Widerstände 111 enthalten ; dadurch wird der Strom in den während der Fahrt eingeschaltet bleibenden Schaltermagneten auf die Stärke herabgedrückt, die nötig ist, um diese Magnete in der Schlussstettung zu halten, und die geringer ist als
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Ein wichtiger durch diese Kontrolleranlage erzielbarer Vorteil ist, wie schon bemerkt, der, dass die Kontrollerwalze nach dem Belieben des Führers in jeder Stellung angehalten werden kann, wie sich ans folgendem ergibt. Wird z. B. der Meisterschalter, nachdem er in die Stellung M gebracht worden war, in die Stellung S zurückgeführt, so wird die \'1'1'- bindung durch den Kontroller zur Betätitungsspule 37 unterbrochen und somit die Vor- richtung 6 still gesetzt.
In gleicher Weise kann die Tätigkeit dieser Vorrichtung unter- brochen werden, wenn die Motoren in Reihe geschaltet sind, indem man den Meisterschalter in die Stellung F zurüel, führt.
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der Vorrichtung 7 oder zu einem Punkt an dem von der Erdung G2 abgekehrten Ende dieser Bewicklung.
Wenn dann, während die Ganggeschwindigkeit der Motoren 3, 4 gesteigert wird, der ihnen zugeführte Strom eine bestimmte Stärke übersteigt, die man durch
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des Drahtes j ! j mit der Spule 41 verändern kann, so wird der durch Draht 113 zur Spule 4. ? gebende Strom so stark, dass die infolge des Stromes in der Spule 30 ausgeühte Anziehnung überwunden und das Schliessen des Schalters 39 verhindert wird, bis die Storm- stärke in den Motoren unter die genannte Grenze gesunken ist.
Da der Spannungsabfall
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differenz zwischen Erde und Stromabnehmer'1', so wirkt die bei dieser Anlage benutzte feststellvorrichtung bei verhältnismässig geringer Spannung und die Gefahr des Durcb- brennens der Isolation der Spule 41 ist nur gering, da ferner die Stromstärke in dieser Soute durch den Widerstand 114 geregelt werden kann, so kann die Feststellvorrichtln-g
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vorrichtungen zu sichern. Wie gezeigt, kann all den Vorrichtungen zur Betätigung der Kontroller Strom vom ersten Wagen oder von jenem Wagen oder Satz von Motoren zu- geführt werden, auf bzw. bei welchen der eben benützte Meisterchalter aufgestellt ist, doch erhalten die Motoren oder Motorsätze Strom unmittelbar durch Vermittlung ihrer Stromabnehmer.
Wenn der Stromabnehmer am ersten Wagen aus irgendwelchen Gründen ausser Ver- bindung mit dem Speiseleiter kommen sollte, so würde die Tätigkeit der die Kontroller
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betätigenden Vorrichtungen unterbrochen werden, wenn aber ein fünfter Draht zur Verbindung der Stromabnehmer aller Motorsätze benutzt wird, so erhalten die Betätigungvorrichtungen aller Kontroller Strom von irgendwelchen oder allen Motorsätzen.
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heblich verwickelter zu gestalten als die gezeichnete, da es bloss nötig ist, den Draht 10 zu einem durchgehenden zu verlängern, der alle Motorsätze verbindet.
Wenn gewünscht, kann man die motorleistungen auch so anordnen, dass sie unmittelbar, d. i. ohne Dazwischenkunft der elektromagnetisch betätigten Schalter beherrscht werden, u. zw. durch die selbsttätig bewegte Kontrollerwalze. Die Anlage kann in jedem Falle auch zur Regelung des Ganges von Motoren benützt werden, die zu anderen Zwecken als zum Antrieb eines Zuges dienen oder zur Beherrschung anderer Arten von Apparaten.
In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform des Kontrollers dargestellt, er besteht aus einer Walze, auf welcher die Abschnitte 140 sitzen, an denen die Federn 240 liegen.
Auf einem Ende der Trommel 5 sitzt ein Schaltrad 28, in das eine Schubklinke 40 und eine Feststellk1inlre 27 eingreift. Erstere bildet einen Arm eines Winkelhebels, dessen anderer Arm 141 mit einem Kern 115 eines Magneten 37 gelenkig verbunden ist, während der Drehzapfen 142 des Hebels an einem Ende einer Stange 143 befestigt ist, das andere
Ende der Stange 143 ist um einen Zapfen 144 drehbar, der von Ansätzen 145 der Boden- platte 146 für die Trommel und die sie betätigenden Teile getragen wird.
An der Stange 143 ist eine Stromschlussfeder 247 eines Schalters 147 isoliert be- festigt, welche je nach der Stellung der Stange 143 die Klemmen 148 und 149 oder die
Klemmen 150 und 161 miteinander verbindet.
Die Feststellklinke 27 ist auf dem Zapfen 144 drehbar und durch eine Feder 152 mit einem Arm 2. 55 eines Winkelhebels 25 verbunden, der gleichfalls um den Zapfen 144 drehbar ist. Das freie Ende des anderen Armes 256 des Winkelhebels ist mit dem Kern 114 eines Feststellmagneten 24 verbunden.
Im Schaltrad 28 ist ein Anschlag 153 angeordnet, unter welchen das freie Ende des
Armes 255 des Hebels 25 durch Federwirkung gedrückt wird, solange die Spule 24 des
Feststellmagneten 114 stromlos ist, d. i. solange sich die Kontrollerwalze in der Ausgangs- stellung befindet. Das Schaltrad kann sich dann in keiner Richtung drehen, da es einerseits durch die Klinke 27 und andererseits durch den Arm 255 festgehalten ist. Sobald jedoch der Meisterkontroller in Fahrstellung gebracht ist, wird die Spule 24 eingeschaLjt und der Kern 114 gehoben, der Arm 255 gibt das Schaltrad 28 frei (Fig. 3) und dieses kann entgegen der Richtung der Uhrzeigerbewegung vorgeschaltet werden, wobei die Stinke 27 die Rückdrehung des Rades verhindert.
Zum Vorschalten des Rades 28 dient drir Icern 115 der Spule 37 ; wird diese eingeschaltet, so geht der Kern 115 empor und dre', 1t dubei den
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greift, weiterhin aber dreht der Kern 115 die Stange 143 empor und hebt somit den ganzen Hebel 40, 141, wodurch das Rad 28 um einen Zahn vorgeschaltet wird. Am Ende der Bewegung des Kernes 115 wird die Spule 37 ausgeschaltet. Der Kern 115 sinkt somit
Hebel 40, 141 und Stange 148 in die Tiefstlage herab und ist für die nächste Bewegung bereit.
Diese Ein-und Ausschaltung der Spule 37 wird durch den in Fig. 1 bei 29 an- gcdpilteten Schalter 147 herbeigefiihrt, dessen Stromschlussstüeke 150, 151, 148, 14. 9 in
Fig. 2 veranschaulicht sind, welche jedoch die Schaltung nicht angibt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.