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Potentiometersteuerung mit erhöhter Stufensteuersparmung für elektrische
Triebfahrzeuge ZurFernbetätigung derRegelgeräte(Stufelischalter, Nockenschaltwerke)
elektrischer Triebfahrzeuge oder auch ortsfester Anlagen wird eine Steuerung angewendet,
bei der sowohl der Steuerkontroller als auch das Regelgerät mit je zwei Spannungsteilern
ausgerüstet sind, die von einer gemeinsamen Stromquelle gespeist werden. An diesen
Spannungsteilern werden Spannungen abgegriffen und in Brückenschaltung der Magnetspule
der Steuerschütze »Auf« oder »Ab« zugeführt.
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Bei nicht ausgeglichener Brücke zieht eines der beiden Steuerschütze
an und setzt dadurch das zu steuernde Gerät entweder in Auf- oder in Abwärtsrichtung
in Bewegung. Bei jeder Verstellung des Steuerkontrollers wird die an den Spannungsteilern
abgegriffene Spannung geändert und damit der Brückenabgleich gestört. Dadurch fließt
vom Ab-
griff mit dem höheren Potential ein Strom zum Ab-
griff mit
dem niedrigeren Potential, wodurch das betreffende Stetierschütz anspricht und somit
der Nachlauf des Regelgerätes ausgelöst wird, bis der Brückenabgleich wieder hergestellt
ist. .
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Bei zahlreichen Bahnen beträgt die benutzte Steuerspannung
36 V. Bei z. B. 42 Stufen am Kontroller ergäbe sich daher für die bisherige
Schaltung eine Stufenspannungsdifferenz von 36:42 c--i 0,9 V. Diese niedrige
Spannung genügt bei weitem nicht, um einen ausreichend genauen Brückenabgleich und
damit eine übereinstimmende Stellung der Steuergeräte zu gewährleisten.
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Diese Nachteile werden bei der Potentiometersteuerung nach der Erfindung
vermieden.
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Die Erfindung betrifft nämlich eine Potentiometersteuerung mit erhöhter
Stufensteuerspannung für elektrische Triebfahrzeuge.
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Die Erfindung besteht darin, daß auf dem Steuerkontroller und auf
dem Regelgerät die Stufenwiderstände der Zweige zweier zueinander parallel geschalteter
Brückenschaltungen angeordnet sind, daß die Zweige in Teilwiderstände unterteilt
sind, deren Anzapfungen zu den Stufenkontakten des Doppelkontrollers mit Grob- und
Feinstufen geführt sind, wobei die Grobstufen in einfacher Weise fortlaufend mit
den Anzapfungen der Teilwiderstände des einen Zweiges und die Feinstufen in sich
wiederholender Weise hintereinander weg mit den Anzapfungen der Teilwiderstände
des anderen Zweiges verbunden sind, und daß die Abgriffe für die Grob- und die Feinstufen
gleichzeitig verschiebbar sind und die beiden Abgriffe über je eine von zwei
Arbeitswicklungen einer als polarisiertes Relais arbeitenden Schützensteueranordnung
miteinander so verbunden sind, daß die Schützensteueranordnung bei Nlichtabgleich
der beiden Brücken in Auf- oder Abwärtsrichtung anspricht und daß bei Abgleich
der Brücke die Arbeitswicklungen stromlos sind und die Schützensteueranordnun'
' in ihrer Ruhelage verbleibt.
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Eine Potentiornetersteuerung nach der Erfindung7 sei an Hand eines
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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In der Zeichnung ist 1 der Steuerkontroller und 2
das
Regelgerät einer Potentiometerstenerung für elektrische Triebfahrzeuge.
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Der Steuerkontroller 1 befindet sich im Führerstand z. B. einer
Lokomotive am Anfang des Zuges. Läuft die Lokomotive jedoch in der Mitte oder am
Ende des Zuges, so ist der Steuerkantroller 1 im vordersten Wagen (Steuerwagen)
eingebaut. Das Regelgerät 2 befindet sich auf der Lokomotive zusammen mit der Schützensteueranordnung
3. Diese arbeitet wie ein polarisiertes Relais mit zwei Arbeitswicklungen.
Sind beide Arbeitswicklungen stromlos, so, verbleibt die Schützensteueranordnunig
in ihrer Ruhelage. Bei überwiegendem Strom in der einen oder anderen Richtung in
einer der beiden Arbeitswicklungen steht die Schützensteueranordnung entweder auf
»Auf« oder auf »Ab.« und steuert so den Servomotor des Stufenschalters des
Triebfahrzeuges.
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Auf dem Steuerkontrollerl und auf dem Regelgerät2 befinden sich einander
entsprechende Stufenwiderstände al und bi bzw a, 2 und b 2' Diese
sind unter sich so miteinander verbunden, daß sie die ' Zweige zweier zueinander
parallel geschalteter Brückenschaltungen
bilden. Diese liegen an
der Speisespannung von z. B. 36 V der Batterie 4. Die Zweige der Brückenschaltung
sind als Spannungsteiler ausgebildet und in nicht näher bezeichnete Teilwiderstände
unterteilt, z. B. im dargestellten Fall in je sechs. Die Spannungsteiler
sind einander gleich. Sich entsprechende Anzapfungen besitzen daher gleiches Potential,
und die Spannungsdifferenz zwischen ihnen ist infolgedessen im Idealfall immer gleich
Null. jeder Spannungsteiler steht mit einer Kontaktbahn d, bzw.
d. in Verbindung. Die Kontaktbahnend, sind grobstufig und die Kontaktbahnen
di feinstufig. Die Grobstufenkontakte-4 bis G sind einfach fortlaufend
mit den nicht näher bezeichneten Anzapfungen der Teilwiderstände des einen Zweiges
der Stufenwiderstände bi bzw. b. verbunden. Die Kontaktbahnen di weisen die
Feinstufenkontaktel bis 42 auf. Diese sind in sich wiederholender Weise fortlaufend
mit den Anzapfungen der Teilwiderstände des anderen Zweiges der Stufenwiderstände
al bzw. a2 verbunden. Die Wiederholung besteht darin, daß jeweils die Feinstufenkontakte
1 bis 6, dann 7 bis 12 usw. endlich 37
bis 42 an die
nicht näher bezeichneten Anzapfungen der Stufenwiderstände al bzw. a. geführt sind.
An der ganzen Reihe der Feinstufenkontakte 1 bis 42 liegt daher nicht die
gesamte Steuerspannung, wodurch die Spannungsdifferenz zwischen je zwei Steuerstufenkontakten
nur 36:42-0,9V betragen würde, sondern die gesamte Steuerspannung liegt in sich
wiederholender Weise bereits an je sechs aufeinanderfolgenden Feinstufenkontakten,
so daß sich eine Stufensteuerspannung von 36:6 = 6 V ergibt. Diese
Stufenstenerspannung genügt, um einen ausreichend genauen Brückenabgleich und damit
eine übereinstimmende Stellung der Steuergeräte zu gewährleisten.
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über die Kontaktbahnen di und d2 gleiten auf einem Gleitbahnschlitten
befestigte Wanderbürsten ei und C2.
Die Abgriffe für die Grob- und die Feinstufen
sind nur gleichzeitig verschiebbar. Die Stromabnahrne von den Wanderbürsten ei und
c. erfolgt über die Sammelschienen d3 und d4. Diese sind mit der Schützensteueranordnung
3 verbunden. Diese arbeitet wie ein polarisiertes Relais mit zwei Arbeitswicklungen.
An Stelle des Ankers des polarisierten Relais wirken das »Auf «-Schütz P und das
»Ab«-Schütz Q. Die Schütze P und Q weisen je zwei Arbeitswicklungen
ei und e2 bzw. e. und e4 auf, die in der dargestellten Weise je
in eine der
beiden Brückenverbindungen d4-d4 bzw. d3-d. eingeschaltet sind. Sperrzellen s,
und s. bzw. s2 und s4 bewirken, daß je nach der Strornrichtung in
diesen Brücken entweder das eine oder das andere Schütz anspricht und so der Servomotor
des Schaltwerkes entweder für Rechts- oder für Linkslauf eingeschaltet wird.
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Der Abgriff der Steuerspannung erfolgt somit an zwei voneinander vollständig
getrennten Spannungsteilern, von denen dieStufenwiderständebi und b. für
die Grobstufen jeweils nur einmal, dagegen die Stufenwiderstände al und a.
für die Feinstufung in sich wiederholender Weise mehrere Male hintereinander verwendet
werden. Die beiden SchützeP und Q sind dementsprechend ebenfalls mit zwei
getrennten Arbeitswicklungen ausgerüstet, von denen jede allein das Schütz zum Ansprechen
bringt, wenn der Brückenabgleich gestört ist, weil etwa die abgegriffenen Spannungen
ungleich sind. Wenn der Abgriff am Steuerkontroller 1 ein höheres Potential
aufweist, so fließt ein Strom über die Arbeitswicklung ei des »Auf«-Schützes P,
im umgekehrten Fall fließt ein Strom über die Arbeitswicklungen e3 des »Ab«-Schützes
Q.
Parallel zur Brücke der Feinstufen ist zusätzlich die Wicklung e.. eines
Hilfsrelais HR geschaltet. Dieses betätigt Arbeitskontakte k. und k4, die
in Reihe mit den Arbeitswicklungen e2 und e4 und den Sperrzellen s, und s" geschaltet
sind und die Feinstufenkontakte 1
bis 42 über deren Abgriffe und die Sammelschienen
d.-d. miteinander verbinden. Dieses Hilfsrelais bewirkt, daß bei Brückenabgleich
die Arbeitswicklungen e. und e4 stromlos sind.
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DieWirkurigsweise derbeschriebenen Potentiometersteuerung ist folgende-.
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Angenommen sei, der Steuerkontroller 1 werde von der Stufe
0 auf die Stufe 6 durchgedreht. Es fließt dann vom Feinstufenkontakt
6 der Kontaktbahn. d, ein Strom über die Wanderbürste ei zur Sammelschiene
d,' zur Arbeitswicklung e2 und gleichzeitig zur Wicklung e. des Hilfsrelais
HR, über dessen geschlossenen Arbeitskontakt k., die Sperrzelle sp den Kontakt
k,
des »Ab«-Schützes Q zur Sammelschiene d" des Regelgerätes
2 und über dessen Wanderbürsten ei und den Feinstufenkontakt 0 zum Minuspol
der Steuerstromquelle (Batterie 4). Dadurch ziehen sowohl das Hilfsrelais HR als
auch das »Auf«-Schütz P an, und das Regelgerät 2 läuft so lange aufwärts,
bis keine Spannungsdifferenz mehr zwischen den Sammelschienen d.-d. besteht. Das
ist dann der Fall, wenn die Wanderbürste ei des Regelgerätes 2 ebenfalls auf den
Feinstufenkontakt 6 aufgelaufen ist. Hierbei beträgt die Stufensteuerspannung
von einem Kontakt zum anderen 36: 6 = 6 V und nicht nur
36: 42 c-i 0,9 V wie beim gewöhnlichen Spannungsteiler.
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Man erhält damit eine Steuerung, deren geringer Bedarf an Steuerleitungen
besonders für Triebfahrzeuge in Vielfachsteuerung sehr erwünscht ist. Im Interesse
der Betriebssicherheit ist eine möglichst große Spannungsdifferenz je Spannungsteilerstufe
notwendig. Diese beträgt im vorliegenden Fall 36:6
# 6 V bei 42 Stufen.
Dadurch können die nicht vermeidbaren Differenzen in den ohmschen Widerständen der
Steuerleitungen und die ebenfalls unvermeidlichen und unterschiedlichen Spannungsabfälle
an den Kontakten der Steuerstromkupplungen den Parallellauf der Steuerungen mehrerer
elektrischer Triebfahrzeuge nicht beeinträchtigen.
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Wird der Stenerkontroller 1 sogleich z. B. auf die Stufe
10 gedreht, so fließt ein Strom vom Stufenwiderstand bi zum Grobstufenkontakt
B, über die Wanderbürste c. zur Sammelschiene d41 zur Arbeitswicklung ei des »Auf
«-Schützes P, über die Sperrzelle s2 zur Sammelschiene d4 des Regelgerätes 2 und
über dessen Wanderbürste c2 zum Grobstufenkontakt A und zum Minuspol der
Steuerstromquelle (Batterie 4). Sobald nun die Wanderbürste ei auf dem Regelgerät
2 den Feinstufenkontakt 7 erreicht hat, wird die Arbeitswicklung ei stromlos.
Weil aber am Steuerkontroller 1
die Stufe 10 gewählt wurde, fließt
ein Strom über die Wanderbürste ei des Steuerkontrollers 1 zur Sammelschiene
D., zur Arbeitswicklung c2, über die Sperr-Zelle s, zur Sammelschiene d', des Regelgerätes
2 und über die Wanderbürste ei z um Stufenwiderstand a2 und von da zum Minuspol
der Steuerstromquelle (Batterie 4). Das Hilfsrelais HR hat die wichtige Aufgabe,
für die Einschaltung des »Auf «-Schützes P bzw. des »Ab«-Schützes Q immer
zuerst die Arbeitswicklung ei bzw. e. zu bevorzugen, solange der Brückenausgleich
der Grobstufen gestört ist. Wird z. B. auf Stufe 6 des Steuerkontrollers
1 und des Regelgerätes 2 der Steuerkontroller 1 auf die Stufe
10 weitergedreht, so würde im ersten Augenblick, da sich ja das Wanderbürstenpaar
ci-C2 des Regelgerätes 2 loch
immer auf Stufe 6 befindet,
ein Strom von der Sammelschiene d. des Regelgerätes 2 über die Arbeitswicklung
e4 des »Ab«-Schützes Q, die Sperrzelle s3, den geschlossenen Arbeitskontakt
k4 des Hilfsrelais HR und den geschlossenen Kontakt K, des »Auf«-Schützes
P nach der Sammelschiene d. des Steuerkontrollers 1 fließen und ein
Abw5 rtsschalten einleiten. Dies wird aber durch das Hilfsrelais LIR verhindert,
das die Einschaltung des Stromkreises für die Arbeitswicklungen e. bzw. e4 verzögert.
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Wird der Steuerkontroller auf eine Stufe gebracht, die niedriger ist
als diejenige des Regelgerätes, so fließt ein Steuerstrom in der anderen Richtung,
wodurch das »Ab«-Schütz Q zum Ansprechen kommt und das Regelgerät2 so lange
abwärts läuft, bis die am Steuerkontroller eingestellte niedrigere Stufe vom Regelgerät
erreicht ist.