CH99652A - Vielfachsteuerung für elektrische Bahnen mit elektro-pneumatisch bewegtem, stufenweise schaltbarem Hauptschaltapparat. - Google Patents

Description

      Vielfachsteuerung    für elektrische Bahnen mit     elektropneumatisch    bewegtem,  stufenweise schaltbarem     Hauptschaltappar        at.       Es ist bekannt, den     Hauptschaltapparat     eines elektrischen Fahrzeuges mittelst eines  Luftmotors anzutreiben, bestehend aus einem  Doppelzylinder, in welchem sich zwei, durch  eine Zahnstange starr     verbundene    Kolben  bewegen, wobei die Zahnstange in das auf  die Antriebswelle des     Hauptschaltapparates     sitzende     Ritzel    eingreift.  



  Ebenfalls ist bekannt, die Druckluft, mit  der der Luftmotor betrieben wird, jedem der  beiden     Druckzylinderräume    mittelst je eines  elektromagnetisch gesteuerten Ventils zuzu  führen und diese beiden Ventile ungleich  mässig so auszubilden, dass durch das eine  bei erregter Spule die zugehörige Zylinder  seite von der Aussenluft abgesperrt und mit  der     Druckluftzuführung    verbunden wird, durch  das andere dagegen bei erregter Spule die  zugehörige Zylinderseite von der Druckluft  abgesperrt und mit der Aussenluft verbunden  wird. Bei     unerregten    Spulen verlaufen die  Vorgänge bei beiden Ventilen umgekehrt.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun  in einfacher Weise eine ununterbrochene Fort-         bewegung    des     Hauptschaltapparates    in beiden  Schaltrichtungen zu ermöglichen, während  das gleiche Steuerungssystem durch Hinzu  fügung eines     Grenzstromrelais    für automatisch  regulierte Beschleunigung eingerichtet wer  den kann.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungs  beispiele für die Erfindung dargestellt, davon  zeigt eines;     Fig.    1, eine Steuerung nach der  Erfindung für Einstellung der einzelnen An  fahrstufen von Hand, während bei der andern,       Fig.    2, die Anfahrt des Zuges selbsttätig  erfolgt.  



  Zunächst sei die Steuerung nach     Fig.    1  erläutert. Der Antrieb des     Hauptschaltappa-          rates    erfolgt mittelst eines Luftmotors, be  stehend aus zwei einander gegenüberstehenden  einfachwirkenden Luftzylindern a     i    und     a2,     deren     Kolben    durch eine Zahnstange     b    ver  bunden sind. Diese Zahnstange greift in  einen auf der Antriebswelle c     aufgekeilten     Zahnkolben ein. Jeder Luftzylinder wird  durch ein elektromagnetisch betätigtes Luft  ventil d     bezw.    e (kurz: Magnetventil ge  steuert. Die beiden     Magnetventile    sind un-      gleich.

   Das eine, mit d bezeichnete, setzt  in dem gezeichneten     unerregten    Zustand den  zugehörigen Luftzylinder     ai    in Verbindung  mit der Aussenluft, während die Druckluft  zuleitung f abgesperrt wird; das zweite, mit  e bezeichnete, setzt in     unerregtem    Zustand  den zugehörigen Luftzylinder     a        z    in Verbin  dung mit der     Druckluftzuleitung    f, während  die     Auslassöffnung    abgesperrt wird. Bei er  regten Spulen werden die beschriebenen Vor  gänge vertauscht.

   Aus Obigem folgt, dass  wenn beide Ventile d und e     unerregt    sind,  die beiden durch die Zahnstange verbundenen  Kolben sich (auf der Zeichnung) bis ganz  nach rechts     bewegen    werden. Die gezeich  nete Endstellung entspricht der Null-     bezw.     Ausschaltstellung des     Hauptschaltapparates.     



  Jedes Magnetventil ist     gemäss    der Erfin  dung mit zwei Betätigungsspulen ausgerüstet,  deren Zweck weiter unten erklärt wird.  



  Wird nur das Ventil d erregt, so bewegt  sich zunächst die Zahnstange nicht, indem  nur ein Druck-Gleichgewicht auf beiden Sei  ten     geschaffen    ist. Wird aber auch das Ven  til e erregt, so sperrt dasselbe, wie gesagt,  die Luftzuleitung     j'    ab und lässt Luft aus  dem Innern des Zylinders     a    z ins Freie erst  weichen ; die Folge ist eine Bewegung der  Zahnstange b nach links, welche solange  dauert, bis die Erregung des Ventils e wieder  ausgeschaltet wird, wodurch wieder Druck  gleichgewicht hergestellt wird und die Zahn  stange in der eingenommenen Lage stehen  bleibt.  



  Die den einzelnen Fahrstellungen des       Hauptschaltapparates    entsprechenden Stel  lungen des Luftmotors werden mittelst des  Stellungsschalters     g    genau eingehalten. Dieser  besteht aus einer der Anzahl der Fahrstufen  entsprechenden Anzahl Kontakte 1-6, welche  von drei mit der Zahnstange b     gekuppelten     Gleitbürsten     lt,   <I>i, k</I> bestrichen werden, deren  Breite kleiner ist als der Abstand zweier  Kontakte, so     dah    eine     Überbrückung    zweier  Kontakte durch eine     Gleitbürste    nicht statt  finden     karre.    Die Bürsten     h,        -i,

     <I>k</I> gleiten auf  drei Schienen<I>1, na,</I>     ta,    die reit den vier Be  tätigungsspulen<I>o,</I>     p,        q,        r    der Ventile<I>d.</I> und e    verbunden sind. Die Kontakte 1-6 des       Stellungschalters    g sind einerseits an die  durchgehenden Zugleitungen 1-6, anderer  seits an die festen Bürsten 1-6 der Steuer  walze s angeschlossen. Der Strom tritt bei  der obersten Bürste     -f--    der Steuerwalze s ein  und an den Spulen     p    und     r    bei - wieder aus.  



  Die Wirkungsweise der Steuerung ist<B>murr</B>  wie folgt  Angenommen, der Führer stellt die Steuer  walze s auf Stufe     III,    so werden dadurch  die Steuerleitungen 1, 2 und 3 mit dein  Pol der     Steuerstromquelle    verbunden,  während die Steuerleitungen 4, 5 und 6  spannungslos bleiben. Der pneumatische An  triebsapparat steht in der     ir,        Fig.    1     gezeich-          rreten    Stellung 0 und setzt sich nun in Be  wegung, indem mittelst der Gleitbürste h  die Betätigungsspule o des Ventils d und die  Betätigungsspule     r    des Ventils e erregt wer  den.

   Bevor die Gleitbürste lt vom Kontakt 1  abläuft, sind die     Gleitbürsten        i    und k mit  diesem Kontakt in Berührung     gekommen,     wodurch die Spule q des Ventils e sowie die  Spule     p    des Ventils<I>d</I> ebenfalls noch erregt  werden. Läuft nun die Gleitbürste<I>lt</I> vom       Kontakt    1 ab, so erfährt dadurch die Bewe  gung der Zahnstange b     bezw.    der Welle c  des     Hauptschaltapparateskesne    Unterbrechung.

    Bevor die Gleitbürsten<I>i</I> und<I>k</I> vom ersten  Kontakt wieder ablaufen, ist die vorlaufende  Gleitbürste     h    mit dem Kontakt 2 in Berüh  rung gekommen, der laut Voraussetzung eben  falls unter Spannung steht, so dass auch jetzt  die Bewegung der Zahnstange b nach links  ununterbrochen fortdauert. Dies solange, bis  die mit     III    bezeichnete gestrichelte Stellung  der     Gleitbürsten   <I>h, i, k</I> erreicht ist. In dieser  Stellung steht die     Gleitbürste        h    auf dem  stromlosen Kontakt 4, so dass die untere Be  tätigungsspule     r    des Ventils e und die obere  Spule o des Ventils d nicht mehr erregt sind.

    Da die     Gleitbürste    i sich zwischen den Kon  takten 3 und 4 befindet, ist auch die obere  Spule q des Ventils e nicht erregt. Die  Gleitbürste k steht noch mit dein unter Span  nung stehenden Kontakt 3 in Berührung,  so dass die Spule<I>p</I> des Ventils<I>d</I> erregt ist.      Die Folge ist, dass die Zahnstange b     bezw.     die Antriebswelle c des     Hauptschaltapparates     zum Stillstand kommt.  



  Das beschriebene elektropneumatische       Steuerungssystem    lässt sich leicht für selbst  tätige Anfahrt einrichten. Es sei dies an  Hand der     Fig.    2 erklärt.  



  Die Kontakte des Stellungsschalters     g     werden je nach Bedarf zu Gruppen zusam  mengeschlossen. In dem Beispiel der     Fig.    2  ist die Verteilung in zwei solcher Gruppen  1 und 2 angenommen. Zu jeder     Gruppe     führt nur eine einzige Steuerleitung (1     bezw.    2).  Die Ableitung der     Clleitschiene    l wird über  den Öffnungskontakt t eines     Stromgrenzrelais     geführt. Dasselbe besitzt eine vom Fahr  strom durchflossene Wicklung<B>u,</B> und eine       dünndrähtige    Wicklung v.

   Die letztere wird  jedesmal von der Gleitbürste i unter Span  nung gesetzt und bewirkt dann ein Anheben  des     Stromgrenzrelais    und     Öffnung    des Kon  taktes t. Es hängt von der Grösse des Fahr  stromes und von der Anspannung der Relais  feder ab, ob das     Stromgrenzrelais    durch die  Wirkung der vom Fahrstrom     durchflossenen     Spule     geöffnet    gehalten wird. Ist dies der  Fall, so läuft die Zahnstange nicht weiter,  bis der Fahrstrom soweit gesunken ist, dass  der Relaisanker losgelassen wird und der  Relaiskontakt t sich wieder schliesst, wonach  das Spiel sich wiederholt.  



  An Hand des für die nichtselbsttätige  Steuerung nach     Fig.    1 Gesagten ist leicht  einzusehen, dass die Zahnstange immer nur  auf einer genau festgelegten Schaltstellung  stehen bleiben kann. Der Luftmotor ist hier  mit einem einzigen,     doppeltwirkenden    Zylin  der dargestellt.  



  Das in     Fig.    2 oberhalb des     Stromgrenz-          relais    angegebene Hilfsrelais     iv    dient dazu,  die Anfahrt zu forcieren, wenn eine zu niedrige  Einstellung des     Stromgrenzrelais    oder ein  ausnahmsweise hoher     Traktionswiderstand    in       Kurve    oder auf starker Steigung ein     Inbe-          wegungkommen    des Zuges verhindern würde.

    Der Führer hat in diesem 'Fall nur auf den  Druckknopf z zu drücken und bewirkt da  durch, dass mittelst des Relais     ?v    der Öff-         nungskontakt    t des     Stromgrenzrelais    über  brückt wird, so dass die     Zahnstange    sich den  noch weiterbewegt, jedoch nur jedesmal um  eine einzige Fahrstufe für jedes Schliessen  des Druckknopfs z. Eine     Auslösespule    y  bewirkt nämlich, dass das Hilfsrelais     ao    durch  den von der fortschreitenden Gleitbürste i  gegebenen Stromstoss selbst ausser Tätigkeit.  gesetzt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vielfachsteuerung für elektrische Bahnen mit stufenweise schaltbarem Hauptschalt- apparat, dessen Antrieb durch einen - Luft motor mit zwei ungleichmässig ausgebildeten elektromagnetisch gesteuerten Ventilen erfolgt, wovon durch das eine Ventil bei erregter Spule die zugehörige Zylinderseite.

   von der Druckluft abgesperrt und mit der Aussenluft verbunden wird, durch das andere dagegen bei erregter Spule die zugehörige Zylinder seite von der Aussenluft abgesperrt und mit der Druckluftzüführung verbunden wird, wäh rend bei unerregten Spulen sich die Vorgänge bei den beiden Ventilen vertauschen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden elektro magnetisch bewegten Ventile von je zwei Spulen erregt wird, die sich, wenn gleich zeitig erregt, in ihrer Wirkung verstärken, und wenn einzeln erregt in -ihrer Wirkung ablösen, zum Zweck,

   in beiden Bewegungs richtungen des den Hauptschaltapparat an treibenden Luftmotors eine ununterbrochene Fortbewegung des ersteren zu ermöglichen. UNTERANSPRüCHE 1. Vielfachsteuerung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ab schalten der beiden Spulen des einen Mag netventils und gleichzeitigem Erregen mindestens einer der beiden Spulen des anderen Magnetventils die Bewegung des Luftmotors in allen, den einzelnen Fahr stufen entsprechenden Stellungen ange halten wird.

   2. Vielfachsteuerung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektropneumatisch angetriebenen Haupt- Schaltapparat ein Stellungsschalter gekup pelt ist, und dass die Kontakte dieses Stellungsschalters von drei Gleitbürsten bestrichen werden, von- -denen zwei mit je einer, die dritte mit zwei zu verschiedenen Ventilen gehörigen Spulen verbunden sind.

   3. Vielfachsteuerung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeiehnet, dass in den Strom kreis der dritten, zwei Ventilbetätigungs- spulen schaltenden Gleitbürste ein von einem Stromgrenzrelais betätigter Unter brechungskontakt eingeschaltet ist, zum Zweck, die Steuerung für selbsttätige Fort sehaltung des Hauptschaltapparates ein zurichten.

   4. Vielfachsteuerung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unter- brechungskontakt des Stromgrenzrelais durch den Schliesskontakt eines zweiten Relais überbrückt werden kann, dessen Betätigungsspule vom Führerstand aus jedesmal erregt werden muss, zum Zweck der jeweiligen Weiterschaltung des Haupt schaltapparates um eine Stufe trotz der Sperrung durch das Stromgrenzrelais, wobei die Wirkung dieses zweiten Relais jedes mal selbsttätig aufgehoben wird,

   sobald der Hauptschaltapparat bezw. der mit dem selben gekuppelte Stellungsschalter sich um eine Stufe weiterbewegt.