Selbsttätige Klinkwerk-Steuerung mit Magnetantrieb für elektrisch betriebene Fahrzeuge. Bei der zur Zeit bekannten selbsttätigen Steuerung für elektrisch betriebene Fahr zeuge erfolgt der Antrieb der Schaltwalze meist durch Druckluft, bezw. durch-einen entsprechend übersetzten Elektromotor, Um die Fortschaltgeschwindigkeit der Steuerung entsprechend der Stromstärke zu beeinflus sen, sind besondere Fortsclialterela-is erfor derlich, die erst ein Weiterschalten gestatten, wenn der Strom auf einen bestimmten Wert lierabgesunken ist.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine selbsttätige Steuerung, bei der diese, zu sätzlichen Fortschalterelais erspart werden. Dies wird erlindungsgemäss dadurell erreicht, dass das Klinkwerk durch einen Magneten angetrieben wird, der ausser einer Arbeits wicklung noch eine Hatiptstromwicklung be.- sitzt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt. Die Abb. <B>1</B> zeigt ein Schaltschema, wie es etwa zur Verwendung gelangen könnte, und die Abb. 2 und<B>3</B> zeigen eine Ausführungsforin des Antriebsmagnetes. <B>In</B> der Abb. <B>1</B> ist der Stroniverlauf folgender: Von der Oberleitung<B>a</B> kommend fliesst der Strom über die Leitung b und gelangt hier zu den Kontaktbelägen der Meisterwalze <B>A</B> (Steuerungswalze).
Diese 311eisterwalze hat drei Hauptstellungen, "Serie"<B>(S),</B> "Pa- rallel" (P) und "Sliuntung" Nehmen wir an, die Seriestellung <B>S</B> sei vorhanden, dann fliesst Strom von der Leituno- <B>b</B> über den Kontaktbelag<B>A</B> und die Leitung c nach dem Haltemagnet e, und anderseits nach dem Kontaktbela- <B>d.</B> Der Kontaktbela- <B>d</B> ist mit der Hauptwalze<B>-</B> fest verbunden und bewegt sich bei Drehung derselben mit.
Vom Kon taktbelag<B>d</B> geht der Strom über den Kon taktbelag<B>f</B> und den Kontakt<B>g</B> zur Arbeits spule h eines Magnetantriebes B. Mit dem Magnetantrieb B ist eine Klinke<B>1</B> verbunden. Infolge des Stromes, den die Spule li be- kommt, schaltet der Magnet das mit dem Fahrschalter z verbundene Klinkenrad in um eine Stufe weiter. Gegen Ende der Mag netbewegung wird der Kontakt<B>g</B> unterbro chen, was zum Beispiel durch eine entspre chend bemessene Schlitzführung j erreicht sein kann.
Der Arbeitsstrom des Magnetes wird dadurch bis auf ein-en kleinen Reststrom abgeschaltet, der über die Leitung<B>e,</B> über den regelbaren Widerstand<B>p,</B> die Leitung q, über den Widerstand o und die Magnetspule <B>h</B> fliesst. Dieser Strom genügt jedoch nicht, um den Magneten angezogen zu halten, da dieser durch eine Feder<B>k</B> zurückgezogen wird.
Der Antriebsmaanet fällt also ab und schliesst dabei wieder den Kontakt<B>g;</B> er be kommt einen neuen Stromimpuls und schaltet wieder eine Stufe weiter, wird abgeschaltet, und das Spiel beginnt von neuem. Der Fahr schalter z wird also stufenweise vorwärts geschaltet, bis der Kontaktbelag<B>d,</B> der sieh mit dem Fahrschalter nach links bewegt, seinen Zuführungskontakt verlässt (in der Stellung "Serie"). Jetzt ist die Stromzufüh rung, die über den Kontakt<B>g</B> ging, unter brochen und der Fahrschalter bleibt in dieser Stellung.
Wie bereits erwähnt, ist noch ein beson derer Haltemagnet e vorhanden, der entge gen einer Federkraft das Klinkenrad in des Fahrschalters verklinkt, damit der Fahr schalter beim Zurückgehen der Antriebs klinke<B>1</B> nicht folgt. Es ist zu beachten, dass mit dem Fahrschalter z eine Feder verbun den ist (in der Abbildung nicht eingezeich net), die das Bestreben hat, den Fahrschal ter stets in die Nullstellung zu bringen. Durch die Wirkung des Klinkenmagnetes e ist dies jedoch nicht möglich.
Erst wenn die Meisterwalze sich in, der Nullstellung befin det, die Leitung c und damit der Festhalte- magnet e spannungslos wird, wird dessen Klinke durch Federkraft ausser Eingriff mit dem Klinkenrad m gebracht, und der Fahr schalter wird durch vorgenannte Feder in die Nullstellung zurückgeführt. Es ist gezeigt worden, dass, wenn die Meisterwalze zum Beispiel in die Seriestel- lung gebracht wird, der Fahrschalter bis in die Se#iestellung läuft.
Dieses So-halten darf jedoch nicht beliebig schnell geschehen, sondern muss in Abhängigkeit vom Strom erfolgen. Deswegen befindet sieh auf dem Antriebsmagneten B ausser der Arbeitsspule h noch eine vom Hauptstrom durchflossene Spule n. Diese Spule ist in den Motorstrom kreis eingeschaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist ange nommen, dass die Arbeitsspule lb und die Stromspule n gleichen Wicklungssinn haben, also sich in ihren magnetischen Wirkungen unterstützen. Unter Berücksichtioun- der Stromspule n wird also der Schaltvorgang folgender sein: Angenommen, die Meisterwalze A stehe auf der Seriestellung <B>8,</B> so wird über die, Leitung c der Arbeitsspule h ein Strom zu fliessen, durch den der Magnet B zum An sprechen gebracht wird und dabei den Kon takt<B>g</B> unterbricht.
Der Magnet B besitzt<B>je-</B> doch noch eine gewisse Kraft, da noch Strom von der Leitung c über den Regulierwider stand<B>p</B> und über die Leitung q durch denVor- schaltwiderstand o und durch die Arbeits spule h fliesst. Dieser 'kleine Strom vermag allein nicht den Magneten in dem ange zogenen Zustand zu halten. Wird jedoch die Stromspule it von einem genügend starken Strom durchflossen,<B>so</B> wird trotz geöffneten Kontaktes<B>g</B> der Antriebsmagnet nicht ab fallen.
Erst wenn der Strom in der Strom spule n. auf einen gewissen Wert gesunken ist, tritt ein Abfallen des Magnetes ein, daraufhin wieder eine, Vorwärtssehaltung und ein Verweilen in der angezogenen Stel lung, da ja, der Hauptstrom durch die Wei terschaltung der Fahrtwalze wieder ange stiegen ist. Bei erneutem Abklingen des Motorstromes tritt wiederum ein Abfallen des Antriebsmagnetes B ein, und die Vor gänge wiederholen sieh. Es lässt sieh also mit einem einzigen Magneten, sofern dieser noch eine Stromspule bekommt, sowohl die Fortschaltung, als auch deren Tempo in<B>Ab-</B> hängigkeit vom Strom vornehmen.
Im all-emeinen wird man jedoch die bei den Aufgaben des Antriebsmagnetes nicht durch eine normale Magnetkonstruktion be wirken können,<B>da,</B> für ein einwandfreies Ar beiten noch einige Sonderbedingungen zu er füllen sind. So ist es erwüngeht, dass der Antriebsmagnet keineswegs bei abklingen dem Hauptstrom schleichend in seine Aus- llangslage t' <B>-</B> zurüe k <B>9</B> eht,
sondern er soll viel- mehr bei Unterschreiten des eingestellten Wertes plötzlich zurückgehen. Auch muss darauf Rücksicht genommen werden, dass der Antriebsmagnet bei seiner SchaItbewegung das Klinkenrad etwas weiter als eine Zahn teilung fortschaltet, damit die Klinke des Festhaltemagnetes e bequem einhaken kann.
Bei Unterbrechung des Kontaktes<B>g</B> wird durch die Federkraft des Fahrsebalters das Klinkenrad etwas zurückgehen und wird ge gen die Klinke des Festhaltemagnetes e ge- presst und damit auch der Anker des An- triebmagnetes ein klein wenig mitgenom men. Da in der Teilung des Klinkenrades stets kleine Fehler vorkommen werden, wird also die angezogene Stellung des Man-netes n innerhalb geringer Grenzen schwanken.
Auf jeden Fall darf durch diese kleinen Schwan kungen die Zugkraft des Magnetes sich nicht ändern, damit die Ansprechgenauigkeit als Strombegrenzungsrelais gross ist.
Auch ist der Antriebsmagnet so auszu bilden, dass er beim Arbeiten als Strom- begrenzungsrelais durch die Erschütteruno# beim Fahren über die stets vorhandenen Schie- nen#tösse nicht zum Abfallen gebracht wird, da die HaItekraft des Magnetes kurz vor dem Abfallen klein ist.
Eine Ausführungsform des Magnetes, die sämtlichen Bedingungen Cr e "er cht wird, zeio-en die Abb. 2 und<B>3.</B> Der <B><I>kn</I></B> Magnet ist als Drehmagnet<B>-</B> ausgebildet, des sen feststehender Kern u 6-polig ausgebildet ist und im Innern sowohl die Arbeitsspule h, wie auch die Stromspule n trägt. Der drehbare Anker besteht aus<B>6</B> Polstücken v, die auf zwei um die Mittelachse drehbaren unmagnetischen Scheiben i befestigt sind. An den Polen des Kernes u, sowie an den Polstücken v befinden sich kleine Ansätze w.
Befindet sich der drehbare Anker in der angezogenen Stellung (die Polstücke v be finden sich über den Polen des Kernes u), so ist die Festhaltekraft des Magnetes, gross, trotz kleiner erregender Amp#rewindungen; sinkt die Zugkraft infolge kleiner werden den Stromes um einen gewissen Betrag, so nimmt sie, sowie die Zacken w ausser Ein griff mit den Gegenpolen kommen, stark ab und der drehbare Anker wird plötzlich in die Nullstellung durch Federkraft gezogen. Diese Feder ist in den Abb. 2 und<B>3</B> nicht eingezeichnet. Durch sie kann auch die<B>Ab-</B> fallstromstärke der Stromspule n reguliert werden.
Es ist bis jetzt der Fall behandelt wor den, dass das Schaltwerk des Fahrsehalters bis in die Seriestellung läuft. *Wird die Mei sterwalze<B>A</B> in die Parallelstellung P ge bracht, so bekommt die Leitung r Spannung und das Schaltwerk läuft bis zur Parallel- Stellung P, in welcher durch den mit dem Fahrschalter verbundenen Schaltbelag die Stromzuführung der Leitung r zum Magne ten unterbrochen wird. Entsprechend gilt, wenn die Meistervvalze in die Shuntstellung Sh gebracht wird.
In Abb. <B>1</B> ist noch ein regelbarer Vor- schaltwiderstand <B>p</B> eingetragen, der gemein sam mit dem Widerstand o der Arbeitsspule h des Magnetes vorgeschaltet ist, wenn der Magnet angezogen ist. Durch Veränderung des Vorschaltwiderstandes <B>p</B> kann ebenfalls eine Regelung des als Fortschalterelais ar beitenden Magnetes vorgenommen werden, so dass das Ansprechen jetzt bei einem an dern Motorstrom erfolgt.
Auf der Meisterwalze sind ausserdem noch besondere Zacken t vorhanden: diese haben den Zweck, die Fortschaltung auf einer be liebigen Stellung unterbrechen zu können. Der Führer braucht zum Beispiel nur, wenn er auf Parallel geschaltet hat und will auf einer Zwischenstellung das Forthchalten des Fahrschalters unterbrechen, die Meisterwalze ctwas zurückzudrehen, so dass die eine Zacke t mit der Leitung q in Berührung kommt;
da durch wird der Vorsclialtwiderstand <B>p</B> kurz geschlossen, und die Arbeitsspule<B>h</B> besitzt in der angezogenen Stellung jetzt eine solclie Zugkraft, dass bei beliebigem Motorstrom kein Abfallen s,attfindet, sondern die vor- ha.ndene, Fahrstufe eingestellt bleibt.
Durch die beschriebene Steuereinrichtung wird also der grosse Vorteil erreicht, dass mit ein und demselben Magneten sowohl die Fortschaltuncr des Fahrschalters, als auch eine Reo,elun-- des Fortschalttempos in Ab- häugigkeit vom Motorstiom erreieht wird.
Es sind natürlieli noch verschiedene Variationen der Anordnung möglich. Bei den bekannten Fortschalterelais findet man oft, dass die Hauptsiromspule und die Regel- s-Pule ma2netiseh einander entgegengerichtet sind. Auch diese Wirkung kann man bei dem Gegenstand der Erfindung erzielen. mir müsste dann, wenn der Kontakt<B>g</B> unter brochen wird, die Arbeitsspule h, zunächst vollkommen abgeschaltet und dann in umge kehrter Richtung wieder eingeschaltet wer den.
Eine weitere Variation liegt vor, wenn man die Hauptsfromspule n vom ITauptmag. neten trennt und auf einen besonderen Kern wickelt, derart, dass, wenn der Drehmagnet angezogen hat, der kleine Zusatzkern mit der <I>t3</I> pl Haupfstromspule den angezogenen Anker zn n festhält. bis der Hauptstrom' abgeklungen ist.
Automatic latch control with magnetic drive for electrically operated vehicles. In the currently known automatic control for electrically operated vehicles, the drive of the shift drum is mostly done by compressed air, respectively. by an appropriately geared electric motor. In order to influence the incremental speed of the control according to the current strength, special continuation relays are required which only allow advancing when the current has dropped to a certain value.
The present invention is an automatic control in which these additional relay relays are spared. According to the invention, this is achieved by the fact that the latch mechanism is driven by a magnet which, in addition to a working winding, also has a hatipt current winding.
In the drawing, an execution example of the invention is shown. Fig. 1 shows a circuit diagram of how it could be used, and Figs. 2 and 3 show an embodiment of the drive magnet. <B> In </B> of Fig. <B> 1 </B> the course of the current is as follows: Coming from the overhead line <B> a </B>, the current flows via line b and reaches the contact surfaces of the Master roller <B> A </B> (control roller).
This master cylinder has three main positions, "series" <B> (S), </B> "parallel" (P) and "alignment". Let us assume that the series position <B> S </B> is present, then Current flows from the Leituno- <B> b </B> via the contact pad <B> A </B> and the line c to the holding magnet e, and on the other hand to the contact pad <B> d. </B> The Kontaktbela- <B> d </B> is firmly connected to the main roller <B> - </B> and moves with it when it rotates.
The current goes from the contact pad <B> d </B> via the contact pad <B> f </B> and the contact <B> g </B> to the work coil h of a magnetic drive B. With the magnetic drive B is a latch <B> 1 </B> connected. As a result of the current that the coil li receives, the magnet switches the ratchet wheel connected to the drive switch z by one step. Towards the end of the magnetic movement, the contact <B> g </B> is interrupted, which can be achieved, for example, by means of a correspondingly dimensioned slot guide j.
The working current of the magnet is thereby switched off except for a small residual current, which is transmitted via the line <B> e, </B> via the controllable resistor <B> p, </B> the line q, via the resistor o and the magnetic coil <B> h </B> is flowing. However, this current is not sufficient to keep the magnet attracted, as it is pulled back by a spring <B> k </B>.
The drive mechanism drops out and closes the contact again <B> g; </B> it receives a new current pulse and switches one level further, is switched off, and the game begins again. The travel switch z is thus switched forward in steps until the contact layer <B> d, </B>, which moves to the left with the travel switch, leaves its feed contact (in the "series" position). Now the power supply that went through contact <B> g </B> is interrupted and the drive switch remains in this position.
As already mentioned, there is also a special holding magnet e, which latches the ratchet wheel in the drive switch against a spring force so that the drive switch does not follow the drive pawl <B> 1 </B> when it goes back. It should be noted that a spring is connected to the drive switch z (not shown in the figure), which endeavors to always bring the drive switch to the zero position. However, this is not possible due to the action of the latch magnet e.
Only when the master roller is in the zero position, the line c and thus the holding magnet e is de-energized, its pawl is brought out of engagement with the ratchet wheel m by spring force, and the drive switch is returned to the zero position by the aforementioned spring . It has been shown that when the master roller is brought into the series position, for example, the drive switch runs to the se # position.
This way of doing things, however, must not happen as quickly as you like, but must be dependent on the current. Therefore, in addition to the work coil h, there is also a coil n through which the main current flows on the drive magnet B. This coil is connected to the motor circuit.
In the exemplary embodiment, it is assumed that the work coil lb and the current coil n have the same winding sense, that is to say support each other in their magnetic effects. Taking into account the current coil n, the switching process will be as follows: Assuming the master roller A is in the series position <B> 8 </B>, a current will flow through the line c of the work coil h through which the magnet B is brought to speak and thereby interrupts the contact <B> g </B>.
The magnet B still has a certain amount of power, since there was still current from the line c through the regulating resistor and through the line q through the series resistor o and through the working coil h flows. This small current alone cannot keep the magnet in the attracted state. However, if a sufficiently strong current flows through the coil it <B> so </B> the drive magnet will not fall off despite the open contact <B> g </B>.
Only when the current in the current coil n. Has dropped to a certain value does the magnet fall off, then move forward again and linger in the attracted position, because yes, the main current through the further switching of the drive roller again has increased. When the motor current decays again, the drive magnet B falls off, and the processes repeat see. With a single magnet, provided that it still has a current coil, it can be used for both the switching and the speed in <B> Dependence </B> on the current.
In general, however, you will not be able to work with the tasks of the drive magnet with a normal magnet construction, <B> because </B> there are still some special conditions to be met for proper work. It is therefore necessary that the drive magnet by no means creeping back into its starting position t '<B> - </B> k <B> 9 </B> when the main current subsides,
Rather, it should suddenly decrease when the value falls below the set value. Care must also be taken that the drive magnet advances the ratchet wheel a little further than a tooth pitch during its switching movement so that the pawl of the retaining magnet e can easily hook into place.
If the contact <B> g </B> is interrupted, the ratchet wheel will retract a little due to the spring force of the drive switch and will be pressed against the pawl of the holding magnet e, thus also taking the armature of the drive magnet with it a little. Since small errors will always occur in the division of the ratchet wheel, the attracted position of the man will fluctuate within small limits.
In any case, the pulling force of the magnet must not change due to these small fluctuations, so that the response accuracy as a current limiting relay is high.
The drive magnet must also be designed in such a way that it is not caused to fall off when working as a current limiting relay by the vibrations when driving over the always present rails, since the holding force of the magnet is small shortly before it falls.
An embodiment of the magnet which meets all conditions is shown in FIGS. 2 and 3. The <B><I>kn</I> </B> magnet is designed as a rotary magnet, the stationary core u of which is 6-pole and carries both the work coil h and the current coil n inside. The rotatable armature consists of <B> 6 </B> Pole pieces v, which are attached to two non-magnetic disks i, which can rotate about the central axis. Small attachments w are located on the poles of the core u and on the pole pieces v.
If the rotatable armature is in the attracted position (the pole pieces v are located above the poles of the core u), the holding force of the magnet is great, despite small exciting amp turns; If the tensile force drops by a certain amount as a result of the current becoming smaller, it decreases sharply and the rotatable armature is suddenly pulled into the zero position by spring force, as well as the prongs w except for a handle with the opposite poles. This spring is not shown in Figs. 2 and <B> 3 </B>. They can also be used to regulate the dropping current strength of the current coil n.
Up to now the case has been dealt with in which the switching mechanism of the drive switch runs into the series position. * If the master cylinder <B> A </B> is brought into the parallel position P, then the line r gets voltage and the switching mechanism runs up to the parallel position P, in which the power supply of the line through the switch surface connected to the drive switch r to the magnet is interrupted. The same applies when the master valve is brought into the shunt position Sh.
In Fig. 1, a controllable series resistor <B> p </B> is also entered, which, together with the resistor o, is connected upstream of the work coil h of the magnet when the magnet is attracted. By changing the series resistance <B> p </B>, the solenoid operating as a stepping relay can also be regulated so that the response now takes place with a different motor current.
There are also special spikes t on the master cylinder: these have the purpose of being able to interrupt the advance in any position. The driver only needs, for example, if he has switched to parallel and wants to interrupt the forward switching of the drive switch in an intermediate position, to turn the master cylinder back slightly so that the one prong t comes into contact with the line q;
this briefly closes the pre-clamping resistance <B> p </B>, and the work coil <B> h </B> now has such a tensile force in the attracted position that, with any motor current, there is no decrease s, but rather the previous one - The drive level remains set.
The control device described thus achieves the great advantage that one and the same magnet can be used to achieve both the incremental change of the drive switch and a Reo, elun-- of the incremental speed as a function of the motor torque.
Different variations of the arrangement are of course still possible. In the known stepping relay, one often finds that the main sirom coil and the regulating s-coil are magnetically opposed to each other. This effect can also be achieved with the subject matter of the invention. If the contact <B> g </B> is interrupted, then the working coil h would first have to be completely switched off and then switched on again in the opposite direction.
Another variation occurs when the main from spool n is removed from the main mag. Neten separates and winds on a special core, so that when the rotary magnet has attracted, the small additional core with the <I> t3 </I> pl main current coil holds the attracted armature zn n. until the main stream has subsided.