Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Senken eines von einer Fahrleitung abgesprungenen Stromabnehmers an einem Fahrzeug, mit einer Steuervorrichtung für den Stromabnehmer, welche auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmerkopfes anspricht und einen Arbeitsmechanismus aufweist, der zum Senken des Stromabnehmers auf das Dach des Fahrzeuges dient, welche Einrichtung mit dem Stromabnehmer mechanisch verbunden ist und durch Auslösemittel mit der Steuervorrichtung ausgelöst wird.
Es ist eine Einrichtung zum automatischen Senken des von der Fahrleitung ab gesprungenen Stromabnehmers bekannt, die eine auf die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmers ansprechende Vorrichtung sowie einen mit ihm mechanisch verbundenen Arbeitsmechanismus aufweist, der zum Absenken des Stromabnehmers dient.
Dieser Arbeitsmechanismus wird mittels eines Signals betätigt, das vom Geber der Vorrichtung zugeführt wird, die auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmers reagiert, sofern diese Änderung ein bestimmtes Mass erreicht, das durch das Lösen des Stromabnehmerkopfes von der Fahrleitung gegeben ist. Diese Vorrichtung umfasst einen Zentrifugalmechanismus, der bei der Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmerkopfes eine zwangsläufig aufgezogene Feder auslöst.
Diese Feder versetzt eine Trommel mit einem Seil in eine Drehbewegung, so dass es auf die Trommel aufgewickelt wird und den Stromabnehmer nach unten zieht (USA-Patentschrift Nr. 2 131 223).
Diese Ausführung ist mit dem Nachteil behaftet, dass zufällige Stösse, z.B. infolge Unebenheiten der Strasse oder Lokkerung einiger Abschnitte der Fahrleitung, Fehlauslösungen hervorrufen können.
Ausserdem weist die Ausführung den Nachteil auf, dass das Anordnen des Stromabnehmers an der Fahrleitung dann besonders heikel ist, wenn eine Fehlauslösung vermieden werden soll.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum automatischen Senken eines von einer Fahrleitung abgesprungenen Stromabnehmers an einem Fahrzeug, welche die Nachteile bestehender Ausführungen nicht aufweist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum automatischen Senken eines von einer Fahrleitung abgesprungenen Stromabnehmers an einem Fahrzeug, der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Fühler für den Nullwert des Stromes im elektrischen Stromkreis des Fahrzeuges, einen in der Steuervorrichtung angeordneten Geber für die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmers und ein logisches Element aufweist, das die vom Fühler und vom Geber erzeugten Signale empfängt, wobei der eine Eingang des logischen Elementes mit dem Ausgang der Steuervorrichtung und der andere Eingang mit dem Ausgang des Fühlers verbunden ist, und der Ausgang des logischen Elementes am Eingang des Arbeitsmechanismus angeschlossen ist.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fühler ein elektromagnetisches Relais mit einem Öffnungskontakt ist, und die Steuervorrichtung ein federbelastetes Schwungrad und eine Verzögerungseinheit einschliesst, welche über ein Seil mit dem Stromabnehmer mechanisch verbunden ist und als Geber dienende Schliesskontakte sowie ein erstes Relais mit zwei Spulen, und einen Kondensator aufweist, der zur einen Spule des Relais parallel geschaltet ist, wobei die Schliesskontakte bei der Auslösung der Verzögerungsvorrichtung betätigt werden, dass das logische Element einen Schliesskontakt eines zweiten Relais und einen Schliesskontakt des ersten Relais einschliesst, und dass die beiden letztgenannten Schliesskontakte in Reihe geschaltet sind.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum automatischen Senken eines von der Fahrleitung abgesprungenen Stromabnehmers,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Endansicht der Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Axialansicht einer Verzögerungseinheit bzw.
eines Gebers für die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmers, für die Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 5 einen Axialschnitt durch die Verzögerungseinheit nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Endansicht einer Kupplung zwischen einem Antrieb und einem angetriebenen Teil der Einrichtung,
Fig. 7 einen Axialschnitt durch die Kupplung nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines elektromagnetischen Relais für die Einrichtung, das als Nullwertgeber für den Strom dient,
Fig. 9 eine Ansicht des Relais nach Fig. 8 von unten,
Fig. 10 ein Wirkschaltbild der Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 11 eine Anwendung des Schaltbildes nach Fig. 10 an einem Autobus,
In Fig. list ein Blockschaltbild der Einrichtung dargestellt, welche an einem Oberleitungsautobus bzw. Trolleybus angeordnet ist.
Die Einrichtung 1 umfasst eine Steuervorrichtung 2 für den Stromabnehmer 3, welche auf eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes 92 des Stromabnehmers 3 anspricht und mit ihm mechanisch verbunden ist.
Ferner ist ein Fühler 4 für Stromausfälle vorgesehen, dessen Eingang 5 mit dem Antriebsstromkreis verbunden ist. Ein logisches Element 6 empfängt Signale von der Steuervorrichtung 2 sowie vom Fühler 4, welche beide als Geber dienen, wobei der eine Eingang 7 der Steuervorrichtung 2 und der andere Eingang 8 mit dem Ausgang des Fühlers 4 verbunden ist. Ferner ist ein Arbeitsmechanismus 9 vorhanden, welcher mit dem Stromabnehmer 3 mechanisch verbunden ist, während das Element 6 am Eingang des Arbeitsmechanismus 9 angeschlossen ist.
Bei einer wesentlichen Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes 92, z.B. wegen einer Unebenheit der Strasse, wird die Steuervorrichtung 2 betätigt und leitet ein Signal zum ersten Eingang 7 des logischen Elementes 6.
Falls der Kopf 92 von der Fahrleitung 93 abspringt, spricht der Fühler 4 an und liefert ein Signal zum zweiten Eingang 8 des logischen Elementes 6.
Das logische Element betätigt den Arbeitsmechanismus 9, welcher den Stromabnehmer 3 mittels eines Seiles 23 nach unten zieht.
Somit wird die Einrichtung 1 ausschliesslich bei einer bedeutenden Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes oder einer Unterbrechung der Leistungszufuhr von der Fahrleitung zum Trolleybus wirksam und eine Fehlauslösung der Einrichtung praktisch verhindert.
Die Einrichtung umfasst einen Elektromotor 10 Fig. 2, dessen eine Stirnwand 11 an einem Gehäuse 12 befestigt ist. Auf der Welle 13 des Elektromotors 10 ist eine Kupplung 14 aufgesetzt, welche den Elektromotor über eine Welle 15 mit einer Trommel 16 verbindet. Die Trommel 16 ist durch einen Keil 25 an der Welle 15 befestigt. Die Welle 15 ist koaxial zur Welle 13 angeordnet und in zwei Lager 17 abgestützt, von welchen das eine von einem Lagerdeckel 18 und das andere von einem Lagergehäuse 19 getragen wird.
Der Lagerdeckel 18 ist mittels Bolzen 20 am Gehäuse 12 der Einrichtung befestigt. Im ringförmigen Raum 21 des La gerdeckel 19 ist eine bandförmige Spiralfeder 22 zum Spannen des Seils 23 angeordnet. Das eine Ende der Spiralfeder 22 ist an einem Absatz der Welle 15 und das zweite Ende am Lagerdeckel 19 befestigt, und dieser mittels Bolzen 24 an der Grundplatte 18 montiert. Am inneren Ende der Welle 15 ist ein Sperrad 26 angeordnet.
Auf die Trommel 16 ist ein Seil 23 aufgewickelt, dessen eines Ende an der Trommel 16 befestigt ist. Das andere Ende des Seils 23 ist mit einem Karabinçrhaken 27 versehen, in den das obere Ende des Stromabnehmers 3 eingreift.
An der Welle 15 befindet sich eine Verzögerungseinheit 28, die mittels eines Schutzdeckels 29 abgeschlossen ist, der durch Schrauben 30 am Lagerdeckel 18 befestigt ist. Ein Sperrad 31 verhindert eine Drehbewegung der Trommel 16 unter der Einwirkung der Federkraft des Stromabnehmers.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist der Fühler 4 nicht dargestellt, der an einer anderen Stelle angeordnet ist und nachstehend beschrieben wird.
Die Verzögerungseinheit 28 ist mittels eines Plattenkörpers 32 mit einem Rohteil 32' (Fig. 4 und Fig. 5) am Ende der Welle 15 angeordnet und durch einen Keil 33 daran befestigt. Auf den Rohteil 32' ist ein Lager 34 aufgesetzt, das ein Schwungrad 35 trägt, an dem eine Isolierplatte 36 befestigt ist. An der Isolierplatte 36 ist eine Führungsschiene 37 angeordnet, in der sich eine Schraubenfeder 38 befindet, welche ein bewegliches Kontaktstück 39 eines Schliesskontaktes 40 trägt, der als Geber für die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stromabnehmerkopfes dient.
Im Schwungrad 35 ist ein Anschlag 41 eingesetzt, der in eine die Drehbewegung des Schwungrades begrenzende Nut 42 des Flansches 32 hineinragt.
Am Plattenkörper 32 ist ein Bolzen 43 mit einer radialen Bohrung 43' befestigt, in dem eine Spannschraube 44 für eine Schraubenfeder 45 angeordnet ist, deren eines Ende an der Spannschraube 44 und deren anderes Ende am Anschlag 41 befestigt ist. Zum Spannen der Schraubenfeder 45 ist eine Mutter 46 vorgesehen.
In die Bohrung in der Rotationsachse des Plattenkörpers 32 ist eine Buchse 47 eingesetzt, die von einer aufgepressten Isolationsbuchse 48 umgeben ist, an deren Aussenfläche zwei von einander isolierte Schleifringe 49 befestigt sind, gegen welche Bürsten 50 anliegen. Die Buchse 47 ist mittels einer Schraube 51 am Plattenkörper 32 befestigt.
An der Buchse 47 ist ferner ein Halter 53 für das feststehende, zwei Schrauben 54 aufweisende Kontaktstück des Schliesskontaktes 40, mittels zwei Schrauben 52 befestigt.
Die Verzögerungseinheit 28 arbeitet wie folgt:
Beim Abspringen des Kopfes 92 (Fig. 11) von der Fahrleitung 93 spannt der Stromabnehmer 3 durch seine Bewegung das Seil 23.
Dies bewirkt eine Drehbewegung der Trommel 16, so dass sich das Schwungrad 35 um einen Winkel in bezug auf die Trommel 16 der Welle 15 und des Plattenkörpers 32 bewegt wird.
Dabei wird das bewegliche Kontaktstück 39 des Schliesskontaktes 40 gegen das feststehende Kontaktstück angedrückt, so dass der Kontakt 40 schliesst und somit ein Signal abgibt.
Eine Kupplung 14 (Fig. 6 und 7) zwischen dem Elektromotor und dem Rest der Einrichtung 1 umfasst einen Hebel 55, einen Keil 56, ein Schwungrad 57, gegen welches der Hebel 58 anliegt, sowie zwei Sperrklinken 59, welche auf Achsen 60 sitzen, die am Schwungrad 57 befestigt sind.
Am Schwungrad 57 ist ein Seitenhalter 61 angeordnet, an welchem zwei Stifte 62 befestigt sind.
Im Hebel 58 befinden sich zwei Bohrungen 63, in welche die genannten Stifte 62 eingreifen. Ferner ist ein Sperrad 31 am Hebel 58 befestigt, das mit einer Sperrklinke 64 zusammenarbeitet, wobei die Achse des Sperrades am Deckel 11 des Elektromotors 10 befestigt ist. Am Schwanzteil einer jeden Sperrklinke 59 sind Schraubenfedern 65 angeordnet, deren anderes Ende an den Anschlägen 66 befestigt ist, die ihrerseits am Schwundrad 57 montiert sind.
Am Deckel 11 befindet sich auch ein Hebel 55 mit einer Schraubenfeder 57, die den Seitenhalter 61 an das Schwungrad 57 drückt.
Der Hebel 55 ragt durch einen Schlitz im Gehäuse 12 und dient zum Auskuppeln der Welle 13 des Elektromotors 10 von der Welle 15 der Trommel 16.
Die Arbeitsweise der Kupplung 14 ist wie folgt:
Beim Anlassen des Elektromotors 10 dreht sich der auf seiner Welle 13 sitzende Hebel 58 und drückt auf die Sperrklinken 59, dreht sie um die Achsen 60 und bringt sie mit dem Sperrad 26 in Eingriff. Dadurch wird die Welle 15 zusammen mit der Trommel 16 rotiert und das Seil 23 aufgewickelt, wodurch der Stromabnehmer 3 gesenkt wird.
Eine Drehbewegung der Trommel 16 in der umgekehrten Richtung unter der Einwirkung des Stromabnehmers 3 wird durch das Sperrad 31 und die Sperrklinke 63 verhindert.
Ein Nullstromrelais 68 (Fig. 10 und Fig. 11) ist mit einer Spule 69 (Fig. 8 und Fig. 9) ausgestattet. Ein als Magnetleiter dienender Bügel 70 umgibt die Spule 69 und trägt die beweg licht Kontakte. Ein Anker 71 und ein Schliesskontakt 73 sind durch einen Deckel 74 geschlossen. Solange der elektrische Stromkreis des Trolleybusses an den Fahrleitungen 93 angeschlossen ist, fliesst der Strom durch die Spule 69. Dabei ist der Anker 71 am Magnetleiter 70 angezogen, und er hält über einen Stab 72 den Kontakt 73 in offener Stellung, wobei der Kontakt 73 als Nullwertgeber für den Strom dient.
Bei Stromunterbruch, z.B. beim Abspringen des Kopfes 92 von der Fahrleitung 93, fällt der Anker 71 ab, und die Kontakte 73 werden geschlossen.
In Fig. 10 speist eine Batterie über eine Sicherung 76 und einen Schalter 77 den Elektromotor 10 für den Antrieb der Einrichtung, und über eine Sicherung 78 - die Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung umfasst ein elektromagnetisches Relais 79 mit zwei Wicklungen 80 und 81, einen Öffnungskontakt 82 und drei Schliesskontakte 83, 84 und 85 und ferner einen Kondensator 86, ein Relais 68 des Nullstrom-Relais 68 mit Schliesskontakten 73, einen Schalter 87 zum Einschalten der Steuervorrichtung einen Schalter 88 zum Herunterziehen des Stromabnehmers und einen Endschalter 89 zum Abschalten des Elektromotors 10, wenn der Stromabnehmer 3 von der Einrichtung gegen das Dach des Trolleybusses angezogen ist, Zur Steuervorrichtung gehört auch eine Spule 90 des Schalters 77 und der Kontakte 40 der Verzögerungseinheit 28.
In Fig. 11 ist der Umriss 91 eines Trolleybusses sowie diejenigen Stellen desselben angegeben, an welchen die einzelnen Teile der Einrichtung angeordnet sind, sowie die entsprechenden, elektrischen Verbindungen dargestellt. Der Stromabnehmer 3 ist in der Arbeitsstellung gezeigt, wobei der Kopf 92 gegen die Fahrleitung 93 angedrückt ist. Auf dem Dach des Trolleybusses sind die Spule 69 sowie ein Endschalter 89 angeordnet.
In der Fahrerkabine des Trolleybusses sind ein elektromagnetisches Relais 79 mit Kontakten 82, 83, 84 und 85, ein Kondensator 86, ein Schalter 87 zum Einschalten der Steuerung und ein Schalter 88 zum manuellen Senken des Stromabnehmers untergebracht. Im hinteren Teil des Trolleybusses befinden sich eine Stromquelle 75, ein Elektromotor 10 für den Antrieb der Einrichtung, ein Schalter 74 mit einer Spule 90, Sicherungen 76 und 78, sowie ein Kontakt 40 der Verzögerungsvorrichtung 28.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Einrichtung (Fig.
11) beschrieben:
Bei Abspringen des Kopfes 92 von der Fahrleitung 93 spannt der Stromabnehmer 3 durch seine Bewegung nach oben das Seil 23 an und überträgt den Ruck auf die Trommel 16 (Fig. 2), an der das Seil 23 befestigt ist.
Dieser eine Drehbewegung der Trommel 16 bewirkende Ruck führt zu einer Drehbewegung des Schwungrades 35 (Fig.
4) um einen bestimmten Winkel in bezug auf die Trommel 16 (Fig. 2), die Welle 15 und den Flansch 32 (Fig. 5).
Dabei wird das bewegliche Kontaktstück mit dem feststehenden Kontaktstück 54 in Berührung gebracht, so dass der Schliesskontakt 40 schliesst und ein Signal abgibt.
Dadurch wird die eine Wicklung 80 (Fig. 10, 11) des elektromagnetischen Relais 79 erregt, so dass die Schliesskontakte 83, 84, 85 schliessen und ein Öffnungskontakt 82 öffnet. Falls der Ruck nicht mit dem Abspringen des Kopfes 92 von der Fahrleitung 93 verbunden ist, fliesst der Strom weiterhin durch die Spule 69 und der Kontakt 73 bleibt offen.
Trotz des Schliessens des Kontaktes 40 der Verzögerungseinheit 28 bleibt der Stromkreis der Spule 90 des Schalters 77 dann offen. Der Schater 77 bleibt dann ausgeschaltet, und der Elektromotor 10 kann nicht betätigt werden. In diesem Fall sind die Haltewicklung 81, und das Relais 79 von der Stromquelle 75 abgeschaltet.
Da im vorliegenden Betriebszustand der Ruck des Stromabnehmers 3 durch das Abspringen des Kopfes 92 von der Fahrleitung 93 ausgelöst wird, wird kein Strom durch die Spule 69 fliessen, und der Öffnungskontakt 73 des Relais für den Nullstrom bleibt geschlossen. Dann wird auch die zweite Wicklung 81 des Relais 79 durch den Schliesskontakt 85 und den Öffnungskontakt 73 des Relais 68 erregt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass nach der Auslösung des elektromagnetischen Relais 79, beim Schliessen der Kontakte 40 der Verzö gerungsvorrichtung 28, die erste Wicklung 80 dieses Relais vom Kondensator 86 über die Kontakte 83 gespeist ist, und somit das Relais solange gehalten wird, bis der Kondensator 86 entladen ist.
Auf diese Weise wird eine Verzögerung des Signals, welches von der Verzögerungseinheit 28 abgegeben wird, verwirklicht, wodurch ein zuverlässiges Zusammenkommen der beiden Signale von den Gebern der Einrichtung beim Ruck des Stromabnehmers 3 gewährleistet ist.
Nach dem Schliessen des Kontakts 73 des Relais 68 wird über den Kontakt 73 und den geschlossenen Kontakt 84 des elektromagnetischen Relais 79, welches vorher beim Ruck des Stromabnehmers 3 erregt wurde, der Spule 90 des Schalters 77 eine Spannung zugeführt. Der Schalter 77 schliesst und schaltet den Elektromotor 10 ein. Beim Anlassen des Elektromotors 10 wird die Kupplung 14 betätigt. Der Hebel 58 (Fig. 6 und 7) auf der Welle 13 des Elektromotors 10 dreht sich und drückt auf die Sperrklinken 59. Jede Sperrklinke 59 dreht um die Achse 60 und bringt diese mit dem Sperrad 26 in Eingriff. Dadurch wird die Welle 15 zusammen mit der Trommel 16 in eine Drehbewegung versetzt. Die Trommel rotiert und wickelt das Seil 23 auf, wodurch der Stromabnehmer 3 (Fig. 11) bis zur Betätigung des Endschalters 89 gesenkt wird.
Bei Betätigung des Endschalters 89 wird der Stromkreis der Spule 90 des Schalters 77 geöffnet und der Elektromotor 10 von der Stromquelle 75 getrennt.
Der Fahrer soll, vor dem Anbringen des Kopfes 92 (Fig.
11) an die Fahrleitung 93, ihn mittels des Schalters 87 abschalten, um eine Fehlauslösung der Einrichtung zu verhin dern.
Beim Anbringen des Stromabnehmers auf die Fahrleitung muss die Spannung des Seils 23 leicht gemindert werden, indem die Stifte 62 mittels des Hebels 55 (Fig. 7) aus den Löchern 63 in der Kupplung 14 herausgezogen werden.
Der Fahrer kann die Stromabnehmer senken, ohne dabei seinen Arbeitsplatz zu verlassen. Zu diesem Zweck wird der Schalter 88 (Fig. 10 und 11) ausgeschaltet und somit die Spule 90 des Schalters 77 erregt, so dass der Elektromotor 10 eingeschaltet wird.
Die Einrichtung zur automatischen Senkung des von einer Fahrleitung ab gesprungenen Stromabnehmers verhindert Fehlauslösungen durch Stösse, welche nicht mit dem Abspringen des Kopfes von der Fahrleitung verbunden sind. Sie gewährleistet ferner, dass der Kopf beim Abspringen die Fahrleitungshöhe nicht übersteigt, und verbessert die Betriebsbedingungen und die Wendigkeit des Fahrzeuges.