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Steuerung für eine brennkraft-elektrische Lokomotive Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuerung für eine brenukraft-elektrische Lokomotive mit einer
Kraftmaschine, einem Generator, den Fahrmotoren und einem Umschalter, der in Vorwärts-
und Rückwärtsfahrtstellungen zum Verbinden, des: Generators und des Fahrmotors und
in eine neutrale Stellung schaltbar ist, in der die Fahrmotoren- vorm Generator
getrennt werden, ferner mit einem Startschalter, der bei der neutralen Stellung
des Ti mschalters den Generator auf Motorbetrieb, durch eine Batterie seh artet.
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Die Erfindung besteht in der Kombination folgender Merkmale: Die neutrale
Stellung, des Umschalters ist irr an sich bekannter Weise eine Mittelstellung zwischen
der Vorwärtsfahrt- und Rückwärts.fahrtstellung; und der Umschalter wird in der Mittelstellung
federnd durch eine Sperrklinke gehalten; der Umschalter ist in an sich bekannter
Weise als Servomotor ausgebildet; der Servomotor ist zur Verstellung des Umschalters
in die Mittelstellung- erregbar, und die- Sperrklinke veranlaßt das En.tregen des
Servomotors, wenn der Umschalter in der Mittelstellung ist.
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Die erfindungsgemäße Kombination. bedeutet eine vorteilhafte Weiterent,%Ä=icklung,
denn: sie vermeidet die Verwendung besonders schwerer. Stromschalter,, um die Fahrmotoren
vom, Hauptgenerator zu trennen, wenn mit diesem die Kraftmaschine angelassen wird:
Die Bedienung der Steuerung wird vereinfacht, d4. durch die zwangsweise Abhängigkeit
zwischen: Servomotor und Sperrklinke Fehlschaltungen verhindert sind. Außerdem gestattet
die erfindungsgemäße Anordnung die Ausbildung als Fernsteuerung.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform. der Erfindung- beispielsweise
dargestellt. In, der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil des Umschalters
einer Steuerung für eine bzennkra£t-elektrische Lokomotive nach der Erfindung, Fig.
2 eine Ansicht auf den Umschalter, in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1 gesehen,
Fig..3: in schematischer Darstellung einen Servomotor für die Betätigung des Umschalters
in Vorwärtsfahrtstellung, Fig. 4 in. schematischer Darstellung den Servotnotor in
der Rückwärtsfahrtstellung mit Ventilen in der Lage, um@ die- Mittellage zu: erzielen,
Fig. 5 in schematischer Darstellung den Generator,. die Fahrmotoren und. die zugehörige
Steuerung. nebst Schaltplan- und: Fig. C im. Schnitt irr größerem Maßstabe ein:
Ventil, das zur Steuerung gehört..
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Die brennkraft-elektrische Lokomotive hat eine Verbrennungskraftmaschine
E (Fig. 5)-, die mit einem durch eine Reihenschlußwicklung SS und eine Nebensch.lußwicklung
SH erregten Hauptgenerator G gekuppelt ist. Der Hauptgenerator liefert Strom an
vier zueinander parallel: geschaltete Fahrmotoren M 1 bis M4_ Diese
haben FeldwicklungenrF1 bis- F4, die je mit einem Kontaktpaar 8, verbunden sind,
die ihrerseits mit im Fahrmotor-Stromkreis liegenden Kontakten 4 zusammenwirken
können.. Die Kontaktpaare.8 sitze» auf einer drehbaren Welle I0 eines Unischalters
2 für die vier Fahrmotoren, so daß deren Felder durch Drehern der Welle 10 um einen
bestimmten. Winkel: umgepolt werden. können.
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Die im Raum festen Kontakte 4 sitzen, an senkrechten isolierten Stangen
6 (Fig. 1), während die Kontaktpaare 8 an der isolierten drehbaren Welle 10
befestigt sind, die an ihrem oberen Ende ein Ri.tzel' 12 (Fig.5) trägt.. Dieses
Ritze112. kämmt mit einer Zahnstange 14 einer Kolbenstange 26 eines Servomotors
16. Dieser wird durch Einschaltung eines von einem. Paar entweder elektromagnetisch
oder relaisbetätigter Ventile FOR und RETl gesteuert, die als an sich bekannte Druckluft
Magnetventile ausgebildet sind.
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Der Servomotor 16 besitzt ein Paar Zylinder 18 und 20; in denen durch
die Kolbenstange 26 miteinander verbundene Kolben 22 und 24 gleiten.. Jeweils
einem der Zylinder 18 oder 20 kann über eine Leitung 28' Druckluft durch die Druckluft-Magnetventile
FOR bzw. RETV von einer nicht dargestellten Druckluftquelle zugeleitet werden. Jedes
Druckluft-Magnetventil hat eine Auslaßöffnung 30; die geöffnet wird, wenn das Ventil
geschlossen. wird, um. den zugeordneten Zylinder zu entlüften (Fig. 5).
Der
Umschalter kann in einer Mittellage festgelegt werden, so daß die beweglichen Kontaktpaare
8 nicht mit den im Raum festen Kontakten 4 zusammenarbeiten und die Fahrmotoren
11T 1 bis M4 vom Hauptgenerator G getrennt werden, indem die Zylinder 18 und 20
über Rohrleitungen 32 und 33, Kugelrückschlagv entile 36 und 38, Rohrleitungen 34
und 40 und ein Druckluft-Magnetventil RCV entlüftet werden. Dieses ist bei Vorwärts-
und Rückwärtsfahrtstellung der Fahrmotoren geschlossen.
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Die Welle 10 hat über dem Ritzel 12 eine Nockenplatte 42 (Fig. 2)
mit einer gekrümmten Nockenfläche 44, die eine Kerbe 46 besitzt. Ein Betätigungsschaltarm
48 ist gelenkig am Gehäuse des Servomotors 16 bei 50 angelenkt und trägt einen Betätigungszapfen
52, der gegen die Nockenfläche 44 durch eine Feder 54 gedrückt wird. Diese verbindet
den Betätigungsschaltarm 48 mit einem Punkt 56 des Servomotorgehäuses. Der Betätigungszapfen
52 greift in die Kerbe 46 ein und hält den Servomotor 16 in der Mittelstellung fest.
Der Betätigungsschaltarm 48 ist durch einen Lenker 62 mit einem Unterbrecherschalter
60 (Fig. 5) verbunden,. der geschlossen ist, wenn der Betätigungszapfen 52 in der
Kerbe 46 ruht.
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Die Druckluft-Magnetventile FOR, RETl und RCV werden durch einen Steuerstromkreis
betätigt, der eine Batterie BAT, einen -Walzenschalter SW, die Erregerspulen
der Druckluft-Magnetventile FOR, REV und RCT ; den Unterbrecherschalter 60,
ein Relais RR, ein Verzögerungsrelais TDC und einen Startschalter ST zur Verbindung
der Batterie BAT mit dem Hauptgenerator G enthält.
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Der Walzenschalter SW besitzt drei im Raum feste Kontakte, deren mittelster
durch Leitungen 66 und 64 mit dem positiven Pol der Batterie BAT verbunden
ist. Der eine äußere, im Raum feste Kontakt ist durch die Leitungen 68 und 70 an
einen von zwei normalerweise geschlossenen Kontakten des Relais RR angeschlossen,
während dessen anderer Kontakt über Leitung 72 mit dem einen Ende der Erregerspule
des Druckluft-Magnetventils FOR verbunden ist. Das andere'Ende dieser Erregerspule
ist über Leitungen 74, 76 und 78 an den negativen Pol der Batterie BAT angeschlossen.
Der andere äußere, im Raum feste Kontakt des Walzenschalters SW ist über ein zweites,
normalerweise geschlossenes Kontaktpaar des Relais RR mit einer Leitung 104 und
mit dem einen Ende der Erregerspule des Druckluft-Magnetventils RETl verbunden,
deren anderes Ende über Leitungen 106 und 78 an den negativen Pol der BätterieBAT
angeschlossen ist. Der eine äußere, im Raum feste Kontakt des Walzenschalters SW
ist ferner über die Leitung 68 und die Kontakte eines Schalters FR und die über
die. Kontakte eines Schalters ER geführte Leitung 80 mit dem anderen äußeren, im
Raum festen Kontakt des Walzenschalters SW verbunden. Die Schalter FR und
ER werden durch Arme L und IL von der Welle 10 getragen, so daß sie
geschlossen werden, wenn die Welle 10 in die Vorwärts- bzw. die Rückwärtsfahrtstellung
bewegt wird. Die Leitung 80 ist durch Leitungen 82 und 84 mit dem einen Ende der
Erregerspule des Verzögerungsrelais TDC und mit einem der Kontakte des Unterbrecherschalters
60 verbunden. Das andere Ende der Erregerspule des Verzögerungsrelais TDC liegt
über Leitungen 86 und 78 an dem negativen Pol der Batterie BAT. Der andere
Kontakt des Unterbrecherschalters 60 ist durch Leitungen 90, 64, 100 und 102 mit
einem@Kontakt des Verzögerungsrelais TDC, dem positiven Pol der Batterie
BAT und dem einen Kontakt zweier nörnialerweise offenen Kontaktpaare des
Relais RR verbunden, deren andere Kontakte mit Leitungen 72 bzw. 104 verbunden sind.
Der andere Kontakt des Verzögerungsrelais TDC ist über Leitungen 92 und 96 an das
eine Ende der Erregerspule des Druckluft-Magnetventils RCV angeschlossen, deren
anderes Ende über die Leitungen 76 und 78 am negativen Pol der Batterie
BAT liegt. Die Erregerspule des Relais RR liegt über die Leitungen 94 und
98 parallel zur Erregerspule des Druckluft-Magnetventils RCV.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Ist der Walzenschalter
SW auf Vorwärtsfahrt geschaltet, so sind der mittlere und der obere äußere, im Raum
feste Kontakt überbrückt, so daß über die Leitungen 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76 und
78 Strom zur Betätigung des Ventils FOR fließt, das öffnet, um dem Zylinder 18 Druckluft
zuzuführen. Hierdurch werden der Kolben 22, die Kolbenstange 26 und der Kolben 24
nach rechts bewegt und erreichen die Vorwärtsfahrtstellung entsprechend Fig. 3.
Die Bewegung der Zahnstange 14 veranlaßt ein Drehen der Welle 10, um die Kontaktpaare8
mit den Kontakten4 zu verbinden, so daß die Fahrmotoren M1 bis M4 über den Hauptgenerator
G so erregt werden, daß die Lokomotive in Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
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Gleichzeitig wird der SchalterFR durch das Drehen der Welle 10 geschlossen,
und es fließt Strom durch dieLeitungen64, 66, 68, 70, 80, 82, 84, 86 und 78 und
erregt die Erregerspule des Verzögerungsrelais TDC. Hierdurch werden dessen Kontakte
geöffnet, und die Erregung des Druckluft-Magnetventils RCV und des Relais RR wird
verhindert.
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Wird der Walzenschalter SW in die Rückwärtsfahrtstellung bewegt, so
werden der mittlere und der untere, im Raum feste Kontakt überbrückt, so daß Strom
durch die Leitungen 64, 66, 104, 106 und 78 fließt und die Erregerspule des Ventils
RETl erregt. Dieses Ventil wird öffnen und dem Zylinder20 Druckluft zuleiten, wodurch
der Kolben 24, die Kolbenstange 26 und der Kolben 22 nach links in die Rückwärtsfahrtstellung
gebracht werden. Die Bewegung der Zahnstange 14 wird die Welle 10 drehen, wodurch
die Felder der Fahrmotoren umgepolt werden, so daß die Lokomotive in Rückwärtsfahrt
angetrieben wird. Gleichzeitig schließt durch das Drehen der Welle 10
der
Schalter ER, und es fließt Strom durch die Leitungen 64, 66, 80, 82, 84,86 und 78,
der die Erregerspule des Verzögerungsrelais TDC erregt.
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Wird der Walzenschalter SW in seine neutrale Lage bewegt, so fließtStrom
durch dieLeitungen64, 90, 92, 94, 96, 98, 76 und 78 und erregt die Erregerspule
des Druckluft-Magnetventils RCTl und des Relais RR. Die normalerweise offenen Kontakte
des Relais RR werden geschlossen, so daß die Erregerspulen der Ventile FOR und REV
erregt werden. DieVentileRCTl, FOR und RETrwerden damit geöffnet _(Fig. 4), und
je nach der Lage der Kolben 22 und 24 und der Kolbenstange 26 wird Druckluft dem
einen der Zylinder 18 oder 20 zugeleitet, während der andere- Zylinder 20 oder 18
über dieRohrleitung 33 oder 32 und dieRohrleitungen 34 und 40 entlüftet wird. Die
Kolben 22 und 24 und die Kolbenstange 26 gehen in die Mittellage (Fig. 5), in der
die Drücke gleich sind. Die Zahnstange 14 bewegt sich so, daß die Feldwicklungen
F1 bis F4 von den Ankern der Fahrmotoren M 1 bis 1114 getrennt werden. Gleichzeitig
gelangt die Nockenplatte 42 in die Mittellage, so daß der Betätigungszapfen 52 in
die Kerbe46 einfällt. Da der Betätigungsschaltarm48 um seinen Anlenkpunkt 50 schwenkt,
wird der Unterbrecherschalter 60 geschlossen, so daß das Verzögerungsrelais
TDC
über die Leitungen 64, 90, 84, 86 und 78 erregt wird. Seine Kontakte öffnen
sich und unterbrechen die Erregung des Relais RR und des Druckluft-Magnetventils
RCh. Das stromlos gewordene Relais RR öffnet seine normalerweise offenen Kontakte
und macht hierdurch die Ventile FOR und REh stromlos. Die Feder 54 ist stark genug,
um den Umschalter in der Mittellage festzuhalten, solange die Zylinder 18 oder 20
nicht unter zu hohem Druck stehen.
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Ist der Umschalter in der Mittellage, so kann der Startschalter ST
geschlossen werden, um den Hauptgenerator G mit der Batterie BAT zu verbinden,
so daß er als Anwurfmotor für die Verbrennungskraftmaschine E benutzt werden kann.
Nach erfolgtem Anlauf der Kraftmaschine wird der Startschalter ST geöffnet, so daß
der Hauptgenerator G wieder als solcher arbeiten kann.