Elektrische Lokomotive. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Lokomotive und hat als ihr Hauptziel die' Schaffung einer solchen Lokomotive, die -wirtschaftlicher betrieben werden kann und die schwerere Züge anziehen und führen kann, als Lokomotiven gleichen Gewichtes mit der üblichen Ausrüstung.
Es ist bekannt, dass ein elektrischer Motor in einem gewissen Geschwindigkeitsbereich mit grösstem Wirkungsgrad arbeitet und dass, wenn seine Geschwindigkeit wesentlich klei ner oder grösser ist, der Wirkungsgrad bedeu tend kleiner ist. Die damit verbundenen Nachteile können bei einer elektrischen Lo komotive gemäss der Erfindung weitgehend vermieden werden.
Dieselbe hat. einen Haupt motor oder eine Reihe von Hauptmotoren, welche vorzugsweise so ausgebildet sind, dass sie ihren grössten Wirkungsgrad bei verhält nismässig hohen Geschwindigkeiten haben, zum Beispiel bei Geschwindigkeiten von 50 bis 100, km pro Stunde, und ausserdem ist sie mit einem oder mehreren Neben- oder Hilfs motoren versehen, die vorzugsweise ihren grössten Wirkungsgrad in einem sehr niedrige Geschwindigkeiten umfassenden Geschwin digkeitsbereich und ein sehr grosses Anzugs moment haben.
Die mit diesen Motoren ver sehene Lokomotive ist dadurch gekennzeich net, dass der Hilfsmotor im nicht arbeitenden Zustande von der Achse, die anzutreiben er bestimmt ist, ausgerückt ist. jedoch einge rückt und zugleich mit Strom gespeist wird, so bald die Stromaufnahme des Hauptmotors eine bestimmte Grösse übersteigt, so dass der Hilfsmotor an der Lokomotivförderung mit hilft.
Es können Hilfsmotoren mit nur einer Drehrichtung vorgesehen sein, die für Vor- wärts- oder Rückwärtsfahrt der Lokomotive in passender Weise an die Achse, für deren Antrieb sie bestimmt sind, eingerückt werden können. Auch können die durch die Hilfs motoren anzutreibenden Räder einen kleine- ren Durchmesser aufweisen als die von den Hauptmotoren angetriebenen Triebräder.
Ferner kann für alle Motoren ein gemein samer Steuermechanismus vorgesehen sein, so dass der Führer im Interesse der Betriebs sicherheit nicht mit getrennt zu betätigenden Vorrichtungen überlastet wird. Deshalb kann ein Steuermechanismus für die Steuerung der Hilfsmotoren vorgesehen sein, der in bezug auf das Ein- und Ausrücken des Hilfsmotors im wesentlichen selbsttätig arbeitet und un ter der direkten Kontrolle des zur Steuerung der übrigen Organe der elektrischen Lokomo tive dienenden Steuermechanismus steht, während dem Belieben des Führers lediglich die Bestimmungsmöglichkeit überlassen ist, ob der Hilfsmotor im Bedarfsfall überhaupt in Tätigkeit treten soll oder nicht.
Wenn des halb der Führer bei dieser Ausführungsform den oder die Hilfsmotore benützen will, so hat er zum Beispiel einen Schalter umzu legen, der die Hilfsmotoren an die Haupt steuerung anschaltet und darnach handhabt er seine Hauptsteuerung in der gewohnten Art, wobei die Hilfsmotoren selbsttätig ein gerückt werden, zum Beispiel um die Loko motive anzufahren und die Hauptmotoren bei ihrer Arbeit bei grosser Stromaufnahme und verhältnismässig niedrigen Gesehwindig- keiten zu unterstützen, und selbsttätig ausge schaltet und ausgerückt werden,
wenn bei wesentlich höheren. Geschwindigkeiten die Stromaufnahme der Hauptmotoren kleiner geworden ist. Beispielsweise kann ein gewöhnlicher elektromagnetischer Schalter in den Strom kreisen der Hilfsmotoren vorgesehen sein, dessen Solenoid im Stromkreis der Haupt motoren liegt, so dass der Schalter geschlos sen wird und dadurch die Hilfsmotoren in Tätigkeit gesetzt werden, wenn die Belastung der Hauptmotoren ein vorbestimmtes Mass überschreitet, während der Schalter sich öff net und dadurch die Hilfsmotoren selbst tätig ausser Tätigkeit gesetzt werden, wenn die Belastung der Hauptmotoren unter dieses Mass sinkt, In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes schema tisch dargestellt.
Fig. 1 ist ein Seitenaufriss einer elektri schen Lokomotive, die die erfindungsgemässen Verbesserungen aufweist; Fig. 2 ist ein Grundriss eines Drehgestelles mit gegenüber den Haupttriebrädern kleine ren Rädern, mit eingebautem Hilfsmotor; Fig. 3 ist ein Teil einer Ansicht ähnlich Fig. \?, aber mit gewissen Teilen des Ein rückmechanismus für den Hilfsmotor im Schnitt;
Fig. 4 ist zum Teil ein Seitenäufriss und vertikaler Längsschnitt durchd as Drehgestell nach der Fig. <B>3</B>; Fig. 5 ist ein Schaltschema eines für die Lokomotive nach der vorliegenden Erfindung geeigneten Steuermechanismus.
Die gezeichnete elektrische Lokomotive 5 ist mit vier Hauptantriebsachsen 6, 7, 8 und 9 versehen, wobei die Achse jedes solchen Räderpaares mit den üblichen Hauptantriebs motoren 10, 11, 12 und 13 versehen ist.
An jedem Ende der Lokomotive ist ein Drehgestell 1-4 mit einem Paar Achsen 15. Im links gezeichneten Drehgestell 14 befin det sich ein Hilfsmotor 16 zum Antreiben der innern Achse des Drehgestelles und im andern Drehgestell in analoger Weise ein Motor 17.
Die Fig. 3 und 4 zeigen nur das links ge zeichnete Hilfsmotordrehgestell und in der folgenden Beschreibung wird besonders auf dieses linke Drehgestell hingewiesen, aber das rechte Drehgestell ist selbstverständlich im wesentlichen mit dem linken identisch.
In Fig. 1 ist noch zu beachten, dass die Räder 18 am Drehgestell 14 im Durchmesser kleiner sind als die Haupträder der Lokomo tive, und da.ss der Motor<B>16</B> die innere Achse 15 seines Drehgestelles mittelst des Antriebs- ritzels 19, der Zwischenräder 20 und 21 des Achsenzahnrades 22 anzutreiben vermag.
Das Achsenzahnrad 22 ist auf der Achse 15 be festigt und das Antriebsritzel 19 ist auf den Querwellenschaft 23 aufgesetzt, der durch den Motor 16 mittelst der nachgiebigen Kupplung 24, der Triebwelle<B>215</B> und des Kegelradgetriebes 26, e'7 angetrieben wird.
Die Zwischenzahnräder<B>20</B> und 21 sind auf einem Schwingglied<B>28;</B> befestigt, das auf der Welle 2,3 als Drehpunkt zu schwingen vermag. Das Zahnrad 20 ist immer in Ein griff mit dem Antriebsritzel 19, das Zahn rad 2,1 immer in Eingriff mit dem Zahnrad 220, und in unwirksamer Lage sind beide Zahnräder 210 und 21 ausser Eingriff mit dem Achsenzahnrad 22, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Falls der Motor 16 (und ebenso auch der Motor 17) ein Motor für nur eine Drehrich tung ist, ist zu beachten, dass die Achse 1.6 in der einen Richtung gedreht wird, wenn das Zahnrad 20- mit dem Zahnrad 22 in Eingriff steht, und in der entgegengesetzten Richtung, wenn das Zahnrad 21 mit dem Zahnrad 2,2' in Eingriff steht.
Der Eingriff der Zahnräder 20 und 21 mit dem Zahnrade 2:2 wird mittelst einer mittelst Druckflüssigkeit betätigten Servo- motorvorrichtung 291 hergestellt, die einen Kolben 30 aufweist, der mittelst der Stange 31, Auge 312 und Stift 33 mit. dem Schwing glied 218 in Verbindung steht, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Wenn Druck auf die obere Seite des Kol bens ausgeübt wird, wird das Schwingglied 218 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht und das Zahnrad 21 in Eingriff mit dem Zahnrad 2,2 gebracht; wenn aber Druck auf die un tere Seite des Kolbens 30 ausgeübt wird, wird das Schwingglied 28 im Uhrzeigersinne gedreht und das Zahnrad 2,0 in Eingriff mit dem Zahnrad 2,2 gebracht. Das Zahnrad 21 ist so angeordnet, dass es auch im letzteren Falle nicht mit dem Antriebsritzel 19 kämmt.
Die Motoren 16 und 1'7 werden vom Ge stell des Drehgestelles 14 mittelst des U Eisens 34 als Träger der herabhängenden Ffebel 35 und der Querstange 36 getragen.
Im Schema nach Fig. 5 tritt das Druck mittel zur Betätigung des Kolbens 30 der Motorvorrichtung 29 durch das Rohr 37 ein. das über das Anschlussrohr 37a mit einer nicht gezeichneten Druckmittelquelle, zum Beispiel einem Luftbehälter oder irgend einer andern geeigneten Druckflüssigkeitsquelle verbunden ist. Das Rohr 37 teilt sich in zwei Äste, die über Ventile 46a zu Leitungen 38 und 39 führen. Die Leitung 38 führt zur obern Seite des Kolbens 30 und die Leitung 39 zur untern Seite.
In der Mitte des Zylin ders, in dem der Kolben 30 'hin- und hergeht, befindet sich ein Luftaustrittsrohr 40, das zur Vorderseite des Kolbens 41 im Zylinder 42 führt, wobei der Kolben dazu dient, den Schalter 43 zur Schliessung des Stromkreises zwischen den Kontakten 44 und 45 zu be wegen, wenn dieses gemäss folgender Be schreibung nötig wird.
Der Fluss der Druckflüssigkeit durch die Rohre 3<B>8</B> und 39 wird mittelst elektrisch be tätigten Ventilvorrichtungen 46 gesteuert. Wenn die Ventilvorrichtung 46 nach links bewegt wird, wird der Ventilkörper 47 auf gesetzt und schliesst die Verbindung zwischen den Rohren 37 und 38 ab. In dieser Stellung kann das Druckmittel oberhalb des Kolbens 30 durch das Rohr 3-8 austreten; das aus tretende Druckmittel fliesst dann am zweiten Ventilkörper 48 der Ventilvorrichtung 46 vorbei durch den Austrittskanal 49 heraus.
Der Ventilkörper 47 wird gewöhnlich in abschliessender Lage entweder durch den Druck der Flüssigkeit oder mittelst einer ge eigneten nicht gezeichneten Federvorrichtung gehalten.
Um den Durchflussweg beim Ventilkörper 47 zu öffnen und denjenigen beim Ventil körper 48 zu schliessen, muss die Ventilvor richtung 46 nach rechts bewegt werden, und dies wird elektrisch mittelst des Sclenoides 50 ausgeführt, dessen Kern mit der Ventil einrichtung 46 verbunden ist. Wird das Sole noid 50 erregt, so wird der Kern 51 nach rechts bewegt, dadurch das Ventil 48 ge schlossen und das Ventil 47 geöffnet und die Druckflüssigkeit vom Rohr 37 nach dem Rohr 38 geleitet, das zu der obern Seite des Kolbens 30 führt. Wie schon oben beschrie ben, bringt dies das Zahnrad \?1 mit dem Achsenzahnrad 22 in Eingriff.
Ein ganz ähnlicher Ventil- und Solenoid- mechanismus 46-51 ist für die Steuerung des Abzweigrohres 39 vorhanden, das zu der untern Seite des Kolbens 30 führt. Wenn die ser andere Mechanismus in Tätigkeit kommt, wird der Kolben 30 aufwärts bewegt und das Zahnrad 20 wird mit dem Zahnrad 22 in Eingriff gebracht, um die Achse 15 in der andern Richtung anzutreiben.
Der Strom zur Betätigung der Solenoide 5:0 -fliesst über die Drähte 52 und 53, wobei der Draht .5,2, zum Beispiel vom Hauptschal ter der Steuerung für die Rückwärtsbewe gung der Lokomotive kommt und der Draht 53 vom Hauptschalter der Steuerung für Vorwärtsbewegung der Lokomotive. Der Stromkreis über den Draht @52 ist gewöhnlich durch den mittelst Elektromagnet 54 ge steuerten Schalter unterbrochen und der Stromkreis durch den Draht 53 durch einen ähnlichen Schalter mit dem Solenoid 55.
Die Solenoide 54 und 55 werden über eine Relaisleitung 5,6 betätigt, die von der zu den Hilfsmotoren 16 und 17 führenden Hauptlei tung 57 abzweigt, das heisst wenn die Hilfs motoren in Tätigkeit gesetzt werden, sind die Stromkreise für die Solenoide 54 und 55 ge schlossen, so dass auch die Leitungen 52 und 53 an die Steuereinrichtung der Hilfsmotoren angeschlossen sind.
Ein Handumschalter 58 bezw. 59 ist an die Leitung 52 bezw. 53 angeschlossen, mit telst denen der Führer den einen oder den an dern oder beide Hilfsmotoren zur Benützung .n die Steuereinrichtung anschalten kann.
Wenn zum Beispiel der Umschalter 58 so eingestellt ist, dass der. Kontakt 60 des Kon takthebels auf dem Kontakt 61 aufliegt, so kann nur der Hilfsmotor 17 am rechten Ende der Lokomotive in Tätigkeit gesetzt werden; wenn der Umschalter 5,8 so in seine Mittellatye eleschoben ist, dass der Stromkreis über die Kontakte 60 und 62 mit den Kontakten 63 und 64 geschlossen ist, so können beide Hilfs- motore 16 und 17 in Tätigkeit gesetzt wer den; wenn endlich der Umschalter 58 in seine äusserste rechte Lage gerückt ist, wird nur der Stromkreis des linken Hilfsmotors durch die Kontakte 60 und 6,5 vorbereitet.
Eine ähnliche Einstellmöglichkeit, wie die soeben beschriebene, ist auch mit dem Umschalter 59 möglich. Fernerhin kann der Schalter 59, mit dem Umschalter 58 derart gekuppelt sein, dass eine Bewegung des einen in gleicher Weise auch den andern bewegt, wobei die Richtung, in der die Hilfsmotoren 1.6 und 17 die Achse 1.5 in Drehung versetzen, von der Drehrichtung der Hauptmotoren 10, 11, 12 und 13 abhängt. Wenn die Lokomotive in der einen Richtung betrieben wird, so fliesst der Strom, zum Beispiel über die Lei tungen 5.2 und 5,2a, und die Leitungen 53 und 53a sind stromlos; wenn aber die Loko motive in der andern Richtung angetrieben wird, so fliesst der Strom über die Leitungen 53 und 53a, und die Leitungen 52, und 52a sind stromlos.
Um ein Aufeinanderprallen der Zahn räder 20 und 21 mit dem Zahnrad 22 während der Einrückung zu verhindern, müssen sieh die Zahnräder 20 und 21 notwendigerweise mit einer verhältnismässig langsamen Touren zahl drehen, und dies wird mittelst folgenden Mechanismus erreicht. In den Stromkreisteil 57, der zu den Hilfsmotoren führt, sind Widerstände eingeschaltet, die von genügen der Grösse sind, um eine langsame Drehung des Antriebsritzels zu veranlassen. Wenn nun der Kolben 30 des Servomotors bewegt wird, werden deshalb die Zahnräder 2.0 und 21 mit langsamer Tourenzahl gedreht, bis der Ein griff vollständig ist, worauf dann der Kolben 30 das Rohr 40 aufdeckt, das zum schon er. wähnten Zylinder 4,21 mit dem Kolben 41 führt.
Dieser Kolben 41 wird dann verscho ben, um die Kontakte 44 und 45 zu verbin den, wodurch der Widerstand 66 über die Leitungen <B>62</B> kurzgeschlossen wird und wo durch die Hilfsmotoren an die volle Betriebs spannung gelegt werden. Da die Hilfsmotoren 1,6 und 17 erfin dungsgemäss nur in Betrieb gesetzt werden sollen, wenn der von den Hauptmotoren 10 bis 13 aufgenommene Strom einen gewissen Wert überschreitet, so werden diese Hilfs motoren nur beim Anfahren oder bei verhält nismässig niedrigen Geschwindigkeiten die Lokomotive treiben helfen. Die Abhängigkeit des Betriebszustandes der Hilfsmotoren vom Strom der Hauptmotoren kann durch die Ein führung des Solenoidschalters -68 in die Zu führungsleitung 57 für die Hilfsmotoren er reicht werden.
Die Wicklung des Solenoid- schalters 68 spricht direkt auf den Belas tungsstrom der Hauptmotoren an, der über die Leitung 69 geht, so dass, wenn dieser Be lastungsstrom oberhalb einer vorbestimmten Grenze ist, wie es beim Anfahren oder Ziehen des Zuges auf einer starken Steigung der Fall sein würde, der Schalter 68 geschlossen wird und die Hilfsmotoren in Tätigkeit ge setzt werden; wenn aber die Lokomotive an gefahren ist und mit einer Geschwindigkeit von zum Beispiel 50 km pro Stunde und dar über fährt, reicht der Belastungsstrom der Hauptmotore nicht aus, um den Schalter 68 geschlossen zu halten, worauf die Hilfs motoren selbsttätig ausser Betrieb gesetzt wer den.
Um die Hilfsmotoren und ihren Einrück- mechanismus im Falle des Ausbleibens der Druckflüssigkeit zu sehützen, ist in die Lei tung 57 ein zweiter Schalter 7,0 eingeführt, der gewöhnlich in geschlossener Stellung gegen die Kontakte 71 mittelst des mit Druckflüssigkeit betätigten Kolbens 72: -ge halten werden kann; die Verbindung mit der Druckflüssigkeitsquelle wird durch das Rohr 7.3 hergestellt.
In der Beschreibung des Ililfsmotor- steuermechanismus ist in den meisten Fällen die Erklärung auf den Hilfsmotor 16 be schränkt worden, aber selbstverständlich wird der Hilfsmotor 17 in genau derselben -Weise durch Teile gesteuert, die einfach Duplikate der soeben besprochenen Teile sind: Ein- übliches Steuerungssystem für die Hauptmotoren 10-13 ist in Fig. 5 durch den mit 74 bezeichneten Teil der Anlage darge- stellt und ein typisches Stromabnahmesystom ist in Fig. 5 durch den mit 75 bezeichneten Teil der Anlage dargestellt.
Wie gezeigt wurde, sind die beiden Hilfs motoren 16 und 17 in entgegengesetzten Rich tungen angeordnet, so dass notwendigerweise, wenn dieselben die Lokomotive in einer be stimmten Richtung antreiben helfen, ein Mo tor über das Zahnrad 20 antreibt, während der andere Motor über das Zahnrad 21 an treibt.
Eine in dieser Weise ausgeführte elek trische Lokomotive kann sehr wirtschaftlich betrieben werden, da die Hauptmotoren 10 bis 13 so konstruiert werden können, dass sie bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit, zum Beispiel zwischen 50 und 100 km pro Stunde mit bestem Wirkungsgrad arbeiten. In diesen Betriebszuständen sind die Hilfsmotoren 16 und 17 infolge des zu geringen Hauptmotor stromes ausgeschaltet und in der Tat voll kommen von den Achsen getrennt, die sie im Bedarfsfall treiben sollen, so dass alle un nötige Abnützung der Verbindungsteile ver mieden wird und die Hauptmotoren nicht ge zwungen sind, die Hilfsmotoren anzutreiben.
Fernerhin können sehr starke Motoren für die Achsen 15 verwendet werden, und es kann ein sehr starkes Anzugsmoment entwickelt werden, wenn die Räder 18 einen kleineren Durchmesser als die Haupträder 6 bis 9 auf weisen.
Ein anderer Vorteil liegt darin, dass die Hilfsmotoren billiger als die Itauptmotore hergestellt werden können, da sie kleiner sind und doch die für das Anfahren eines sehwe- ren Zuges notwendige Zugkraft erreicht wer den kann. Wenn einmal der Zug angezogen worden ist, genügen dann die Hauptmotoren, um die Last zu übernehmen.
Electric locomotive. The invention relates to an electric locomotive and has as its main aim the 'creation of such a locomotive, which can be operated more economically and which can attract and lead heavier trains than locomotives of the same weight with the usual equipment.
It is known that an electric motor works with maximum efficiency in a certain speed range and that when its speed is significantly smaller or greater, the efficiency is significantly lower. The associated disadvantages can largely be avoided in an electric Lo komotive according to the invention.
The same has. a main motor or a series of main motors, which are preferably designed so that they have their greatest efficiency at relatively high speeds, for example at speeds of 50 to 100 km per hour, and it is also equipped with one or more secondary or auxiliary motors are provided, which preferably have their greatest efficiency in a very low speed comprehensive speed range and a very large tightening torque.
The locomotive provided with these motors is characterized in that the auxiliary motor is disengaged from the axle which it is intended to drive when it is not working. However, it is engaged and at the same time fed with electricity as soon as the power consumption of the main engine exceeds a certain level, so that the auxiliary engine helps with the locomotive delivery.
Auxiliary motors with only one direction of rotation can be provided, which can be engaged in a suitable manner on the axle for whose drive they are intended for the locomotive to travel forwards or backwards. The wheels to be driven by the auxiliary motors can also have a smaller diameter than the drive wheels driven by the main motors.
Furthermore, a common control mechanism can be provided for all motors so that, in the interests of operational safety, the driver is not overloaded with separately operated devices. Therefore, a control mechanism for the control of the auxiliary motors can be provided, which operates essentially automatically with respect to the engagement and disengagement of the auxiliary motor and is under the direct control of the control mechanism used to control the other organs of the electric locomotive, at will the driver is only left with the option of determining whether the auxiliary engine should even start operating if necessary or not.
If the driver wants to use the auxiliary motor (s) in this embodiment, for example, he has to flip a switch that turns the auxiliary motors on to the main controller and then he handles his main controller in the usual way, with the auxiliary motors automatically engaging are used, for example, to start up the locomotive and to support the main engines in their work when there is a high power consumption and relatively low visual speeds, and are automatically switched off and disengaged,
if at much higher. Speeds the power consumption of the main motors has decreased. For example, an ordinary electromagnetic switch can be provided in the power circuits of the auxiliary motors, the solenoid of which is in the circuit of the main motors, so that the switch is closed and the auxiliary motors are activated when the load on the main motors exceeds a predetermined level, while the switch opens and thereby the auxiliary motors themselves are actively put out of action when the load on the main motors falls below this level. In the drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically.
Fig. 1 is a side elevational view of an electric locomotive incorporating the improvements of the present invention; Fig. 2 is a plan view of a bogie with opposite the main drive wheels small Ren wheels, with a built-in auxiliary motor; Fig. 3 is a part of a view similar to Fig. \?, But with certain parts of a back mechanism for the auxiliary motor in section;
Fig. 4 is a partially side elevation and vertical longitudinal section through the bogie of Fig. 3; Figure 5 is a schematic diagram of a control mechanism suitable for the locomotive of the present invention.
The drawn electric locomotive 5 is provided with four main drive axles 6, 7, 8 and 9, the axis of each such pair of wheels with the usual main drive motors 10, 11, 12 and 13 is provided.
At each end of the locomotive there is a bogie 1-4 with a pair of axles 15. In the bogie 14 shown on the left there is an auxiliary motor 16 for driving the inner axis of the bogie and in the other bogie a motor 17 in an analogous manner.
3 and 4 only show the auxiliary motor bogie drawn on the left and in the following description, particular reference is made to this left bogie, but the right bogie is of course essentially identical to the left.
In Fig. 1 it should also be noted that the wheels 18 on the bogie 14 are smaller in diameter than the main wheels of the locomotive, and that the motor 16 drives the inner axle 15 of its bogie - Pinion 19, the intermediate gears 20 and 21 of the axle gear 22 is able to drive.
The axle gear 22 is fastened on the axle 15 and the drive pinion 19 is placed on the transverse shaft shaft 23, which is driven by the motor 16 by means of the flexible coupling 24, the drive shaft 215 and the bevel gear 26, e'7 is driven.
The intermediate gears <B> 20 </B> and 21 are attached to an oscillating member <B> 28; </B>, which is able to oscillate on the shaft 2, 3 as a fulcrum. The gear 20 is always in a handle with the drive pinion 19, the gear 2.1 always in engagement with the gear 220, and in the inoperative position, both gears 210 and 21 are out of engagement with the axle gear 22, as shown in FIG is.
If the motor 16 (and also the motor 17) is a motor for only one direction of rotation, it should be noted that the axis 1.6 is rotated in one direction when the gear 20- is in engagement with the gear 22, and in the opposite direction when the gear 21 meshes with the gear 2,2 '.
The engagement of the gears 20 and 21 with the gear 2: 2 is established by means of a servomotor device 291 actuated by means of pressure fluid, which has a piston 30 which is connected by means of the rod 31, eye 312 and pin 33. the oscillating member 218 is connected, as shown in FIG.
When pressure is applied to the upper side of the piston, the oscillating member 218 is rotated counterclockwise and the gear 21 is brought into engagement with the gear 2.2; But when pressure is exerted on the lower side of the piston 30, the oscillating member 28 is rotated clockwise and the gear 2.0 is brought into engagement with the gear 2.2. The gear wheel 21 is arranged so that it does not mesh with the drive pinion 19 in the latter case either.
The motors 16 and 17 are supported by the Ge alternate of the bogie 14 by means of the U iron 34 as a support for the hanging Ffebel 35 and the cross bar 36.
In the diagram of FIG. 5, the pressure medium for actuating the piston 30 of the motor device 29 occurs through the pipe 37. which is connected via the connecting pipe 37a to a pressure medium source (not shown), for example an air container or any other suitable pressure fluid source. The pipe 37 divides into two branches which lead to lines 38 and 39 via valves 46a. The line 38 leads to the upper side of the piston 30 and the line 39 to the lower side.
In the middle of the cylinder in which the piston 30 'goes back and forth, there is an air outlet pipe 40 which leads to the front of the piston 41 in the cylinder 42, the piston serving to switch the switch 43 to complete the circuit between the Contacts 44 and 45 can be moved if this is necessary in accordance with the following description.
The flow of the pressure fluid through the tubes 3 8 and 39 is controlled by means of electrically operated valve devices 46. When the valve device 46 is moved to the left, the valve body 47 is placed on and closes the connection between the tubes 37 and 38. In this position, the pressure medium can exit above the piston 30 through the pipe 3-8; the exiting pressure medium then flows past the second valve body 48 of the valve device 46 through the outlet channel 49.
The valve body 47 is usually held in the final position either by the pressure of the liquid or by means of a suitable spring device, not shown.
In order to open the flow path at valve body 47 and to close that at valve body 48, valve device 46 must be moved to the right, and this is carried out electrically by means of sclenoid 50, the core of which is connected to valve device 46. If the sole noid 50 is excited, the core 51 is moved to the right, thereby closing the valve 48 and opening the valve 47 and directing the pressure fluid from the tube 37 to the tube 38 which leads to the upper side of the piston 30. As already described above, this brings the gearwheel 1 into engagement with the axle gearwheel 22.
A very similar valve and solenoid mechanism 46-51 is provided for controlling the branch pipe 39 which leads to the lower side of the piston 30. When the other mechanism comes into action, the piston 30 is moved upward and the gear 20 is brought into engagement with the gear 22 to drive the axis 15 in the other direction.
The current for actuating the solenoids 5: 0 flows via the wires 52 and 53, the wire .5,2, for example from the main switch of the control for the reverse motion of the locomotive and the wire 53 from the main switch of the control for forward motion the locomotive. The circuit through wire 52 is usually interrupted by the switch controlled by means of electromagnet 54 and the circuit through wire 53 by a similar switch with solenoid 55.
The solenoids 54 and 55 are operated via a relay line 5.6, which branches off from the main line leading to the auxiliary motors 16 and 17 device 57, that is, when the auxiliary motors are put into operation, the circuits for the solenoids 54 and 55 are ge closed so that the lines 52 and 53 are also connected to the control device of the auxiliary motors.
A manual switch 58 respectively. 59 is to line 52 respectively. 53 connected, with which the driver can switch on one or the other or both auxiliary motors for use .n the control device.
For example, if the toggle switch 58 is set so that the. Contact 60 of the con tact lever rests on contact 61, only the auxiliary motor 17 can be put into action at the right end of the locomotive; if the changeover switch 5, 8 is so eleschoben in its middle latye that the circuit is closed via the contacts 60 and 62 with the contacts 63 and 64, both auxiliary motors 16 and 17 can be put into action; When the changeover switch 58 has finally moved into its extreme right-hand position, only the circuit of the left auxiliary motor is prepared by the contacts 60 and 6.5.
A setting option similar to that just described is also possible with the switch 59. Furthermore, the switch 59 can be coupled to the changeover switch 58 in such a way that a movement of the one also moves the other in the same way, the direction in which the auxiliary motors 1.6 and 17 rotate the axis 1.5 from the direction of rotation of the main motors 10, 11, 12 and 13 depends. If the locomotive is operated in one direction, the current flows, for example via the lines 5.2 and 5.2a, and the lines 53 and 53a are de-energized; But if the locomotive is driven in the other direction, the current flows via lines 53 and 53a, and lines 52 and 52a are de-energized.
In order to prevent the gears 20 and 21 from colliding with the gear 22 during engagement, the gears 20 and 21 must necessarily rotate at a relatively slow speed, and this is achieved by means of the following mechanism. In the circuit part 57, which leads to the auxiliary motors, resistors are switched on, which are of sufficient size to cause a slow rotation of the drive pinion. If now the piston 30 of the servo motor is moved, the gears 2.0 and 21 are therefore rotated at slow speeds until the A handle is complete, whereupon the piston 30 reveals the tube 40, which is already he. mentioned cylinder 4,21 with the piston 41 leads.
This piston 41 is then moved to connect the contacts 44 and 45, whereby the resistor 66 is short-circuited via the lines 62 and where the full operating voltage is applied by the auxiliary motors. Since the auxiliary motors 1, 6 and 17 in accordance with the invention should only be put into operation when the current drawn by the main motors 10 to 13 exceeds a certain value, these auxiliary motors will only help drive the locomotive when starting up or at relatively low speeds . The dependence of the operating state of the auxiliary motors on the current of the main motors can be achieved by introducing the solenoid switch -68 into the feed line 57 for the auxiliary motors.
The winding of the solenoid switch 68 responds directly to the load current of the main motors, which goes through the line 69, so that if this load current is above a predetermined limit, as occurs when starting or pulling the train on a steep incline Would be the case, the switch 68 is closed and the auxiliary motors are set in action; but if the locomotive has started and is traveling at a speed of, for example, 50 km per hour and above, the load current of the main motors is not sufficient to keep the switch 68 closed, whereupon the auxiliary motors are automatically put out of operation.
In order to protect the auxiliary motors and their engagement mechanism in the event of a lack of hydraulic fluid, a second switch 7,0 is introduced into the line 57, which is usually in the closed position against the contacts 71 by means of the piston 72 actuated with hydraulic fluid can be held; the connection with the pressure fluid source is made through the pipe 7.3.
In describing the auxiliary engine control mechanism, in most cases the explanation has been restricted to the auxiliary engine 16, but of course the auxiliary engine 17 is controlled in exactly the same way by parts which are simply duplicates of the parts just discussed: a common control system for the main motors 10-13 is represented in FIG. 5 by the part of the system labeled 74, and a typical power collection system is represented in FIG. 5 by the part of the system labeled 75.
As has been shown, the two auxiliary motors 16 and 17 are arranged in opposite directions, so that necessarily, if they help to drive the locomotive in a certain direction, one motor drives via gear 20 while the other motor via the gear 21 drives.
An electric locomotive designed in this way can be operated very economically, since the main motors 10 to 13 can be constructed so that they work with the best efficiency at an average speed, for example between 50 and 100 km per hour. In these operating states, the auxiliary motors 16 and 17 are switched off due to the low main motor current and in fact come fully separated from the axes that they should drive if necessary, so that all unnecessary wear on the connecting parts is avoided and the main motors are not ge are forced to drive the auxiliary motors.
Furthermore, very powerful motors can be used for the axles 15, and a very strong tightening torque can be developed if the wheels 18 have a smaller diameter than the main wheels 6 to 9.
Another advantage is that the auxiliary motors can be manufactured more cheaply than the main motors because they are smaller and yet the tractive effort required for starting a very difficult train can be achieved. Once the train has been pulled, the main motors are sufficient to take the load.