DE1283265B - Arrangement for position control of a hydraulically driven travel switch drum of an electric traction vehicle - Google Patents

Arrangement for position control of a hydraulically driven travel switch drum of an electric traction vehicle

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DE1283265B DEL42849A DEL0042849A DE1283265B DE 1283265 B DE1283265 B DE 1283265B DE L42849 A DEL42849 A DE L42849A DE L0042849 A DEL0042849 A DE L0042849A DE 1283265 B DE1283265 B DE 1283265B
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Description

Anordnung zur Lageregelung einer hydraulisch angetriebenen Fahrschalterwalze eines elektrischen Triebfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lageregelung einer hydraulisch angetriebenen Fahrschalterwalze eines elektrischen Triebfahrzeuges unter Verwendung eines Tauchspulenreglers, welcher eine der Tauchspulenerregung proportionale Drehgeschwindigkeit der Fahrschalterwalze bestimmt.Arrangement for position control of a hydraulically driven travel switch drum of an electric traction vehicle The invention relates to an arrangement for position control of a hydraulically driven drive switch drum of an electric one Traction vehicle using a moving coil regulator, which one of the moving coil excitation proportional speed of rotation of the travel switch roller is determined.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art zur Lageregelung zentraler Fahrschalter von Triebfahrzeugen steuert ein sogenannter -Tauchspulenregler einen hydraulischen Kraftantrieb für den Fahrschalter. Durch den Steuerschieber des Tauchspulenreglers wird ein Arbeitskolben des Kraftantriebes auf der einen oder anderen Seite mit Drucköl beaufschlagt, wodurch sich eine Auf- oder Abbewegung der Fahrschalterwalze ergibt. Durch Steuerung des Ölstroms kann somit die Drehgeschwindigkeit der Walze stufenlos verändert werden. Der Steuerschieber des Tauchspulenregiers wird dabei durch eine in einem Magnetfeld liegende, federnd gefesselte Tauchspule verschoben, die von einer der Soll-Istwert-Differenz der gewünschten Stellung der Fahrschalterwalze proportionalen Spannung gespeist wird und eine der Tauchspulenerregung proportionale Drehgeschwindigkeit der Fahrschalterwalze einstellt. Ein mit der Fahrschalterwalze gekuppeltes Potentiometer gibt ständig den Istwert der Lage.In a known arrangement of this type for position control more central A so-called diving coil regulator controls the driving switch of locomotives hydraulic power drive for the travel switch. Through the control slide of the moving coil regulator becomes a working piston of the power drive on one side or the other with pressure oil acted upon, which results in an up or down movement of the travel switch roller. By controlling the oil flow, the rotation speed of the roller can be continuously adjusted to be changed. The control slide of the plunger coil regulator is controlled by a in a magnetic field, resiliently bound moving coil moved by one of the target / actual value difference of the desired position of the travel switch drum proportional voltage is fed and one of the moving coil excitation proportional Adjusts the speed of rotation of the travel switch drum. One with the drive switch roller coupled potentiometer constantly gives the actual value of the position.

Bei einer bereits vorgeschlagenen Anordnung zur Regelung des Fahrmotorstromes elektrischer Triebfahrzeuge werden nach einem Soll-Ist-Vergleich an dem Ausgang eines Vergleichsgliedes auftretende Regelabweichungen über einen elektrohydraulischen Wandler in diesen Regelabweichungen proportionale Fortschaltgeschwindigkeiten der Fahrschalterwalze umgewandelt.In an arrangement that has already been proposed for regulating the traction motor current electric traction vehicles are after a target / actual comparison at the output control deviations occurring in a comparator via an electrohydraulic one Converter in these system deviations proportional incremental switching speeds of the Drive switch roller converted.

Häufig besteht nun die Forderung, daß die Fahrschalterwalze auf bestimmte Steuerbefehle hin in definierte Lage gebracht und dort längere Zeit festgehalten werden kann. Es handelt sich dabei um die Nullstellung, die erste sowie die letzte Reihenstufe und, wenn der Sollwertgeber in die Fahr- oder Bremsraste gebracht wird, um jede beliebige andere Farn- oder Bremsstufe. Die Betriebssicherheit derartiger Steuerungen erfordert nun einerseits, daß innerhalb sehr kurzer Zeit aus den Fahrstufen auf Bremsstufen geschaltet und dabei ein weicher Bremseinsatz erzielt wird, und andererseits, daß eine hohe Einlaufgenauigkeit der Fahrschalterwalze in die jeweilige Stufenstellung eingehalten wird. Für Fahrschalter von Straßenbahnen müssen Rücklaufzeiten der Steuerung in der Größenordnung von 500 ms erreicht werden, und es muß auch die Einlaufgenauigkeit der Fahrschalterwalze bei 0,3-% -des Gesamtdrehwinkels liegen.Often there is now the requirement that the drive switch roller on certain Control commands brought to a defined position and held there for a long time can be. These are the zero position, the first and the last Row level and, if the setpoint device is brought into the driving or braking detent, by any other fern or brake stage. The operational safety of such Controls now require, on the one hand, that the speed steps are removed within a very short time switched to braking levels and a soft braking application is achieved, and on the other hand, that a high run-in accuracy of the drive switch roller in the respective Tap position is maintained. Return times must be required for the travel switches of trams of the control can be achieved in the order of 500 ms, and so must the The run-in accuracy of the drive switch roller is 0.3% of the total angle of rotation.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Lageregelung anzugeben, bei der die Fahrschalterwalze normalerweise mit der erforderlichen hohen Schaltgeschwindigkeit bewegt wird, jedoch auf einfache Weise in einer genau definierten Feinlage stillgesetzt wird, so daß Zwischenstellungen mit halbgeöffneten Schaltgliedern mit Sicherheit vermieden werden.The invention is therefore based on the object of an arrangement for Specify position control, in which the drive switch roller normally with the required high switching speed is moved, but in a simple manner in an accurate defined fine position is stopped so that intermediate positions with half-open Switching elements can be avoided with certainty.

Grundsätzlich wäre es möglich, die verschiedenen erwähnten Stufen z. B. durch den Einfall einer Klinke rein mechanisch zu fixieren. Solche verschiedentlich gebauten Vorrichtungen unterliegen aber bei den auftretenden hohen Beschleunigungsspitzen sehr starkem Verschleiß und sind dadurch störanfällig.In principle, it would be possible to use the various stages mentioned z. B. to fix purely mechanically by the incidence of a pawl. Such various However, built devices are subject to the high acceleration peaks that occur very strong wear and tear and are therefore prone to failure.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Anordnung zur Lageregelung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tauchspulenregler zur Feinlageregelung der Fahrschalterwalze mit erheblich verminderter Einlaufgeschwindigkeit in eine angesteuerte Stufenstellung nach mit schneller bzw. höchster Geschwindigkeit erfolgter Annäherung der Fahrschalterwalze an diese Stufenstellung durch besonderen Steuerbefehl auf einen kontaktlos arbeitenden Tastkopf umschaltbar ist, der während des Einlaufes der Fahrschalterwalze eine der jeweiligen Abweichung von der Stufenstellung entsprechende Ausgangsspannung auf die Tauchspulen des Tauchspulenreglers abgibt.The task set is in an arrangement for position control of the initially mentioned type solved according to the invention in that the moving coil regulator for fine position control of the travel switch roller with considerably reduced infeed speed into a controlled tap position after with faster or highest speed successful approach of the drive switch roller to this step position by special Control command can be switched to a contactless probe head, which during the infeed of the drive switch roller one of the respective deviation from the step position outputs the corresponding output voltage to the plunger coils of the plunger coil regulator.

Eine derartige Feinlageregelung hat mit bekannten Einrichtungen zur Grob-Fein-Steuerung, bei denen die Feinsteuerung die Aufgabe hat, grobe Stufen der Grobsteuerung fein zu unterteilen, nichts zu tun, vielmehr wird durch die Erfindung mittels eines voraus definierten und vom Fahrer spontan gegebenen besonderen Steuerbefehls der Tauchspulenregler von einem eigentlichen Hauptregelkreis (Grobregelung), z. B. einer Motorstromregelung, getrennt und auf einen kontaktlos arbeitenden Kontaktkopf umgeschaltet. Hierdurch wird bei beliebigen oder im voraus festgelegten Stellen bzw. aus solchen Bewegungen des Fahrschalters heraus, die mit größtmöglichen Geschwindigkeiten durchgeführt werden, z. B. Rücklauf aus einer Fahrstellung in eine Bremsstellung, ein exakter, lagegenauer Stillstand möglich. Kontaktschwierigkeiten infolge Lageungenauigkeiten treten nicht mehr auf. Für die Grobregelung wird, je nach der verlangten Drehrichtung, die »Auf«-oder die »Ab«-Spule des Tauchspulenreglers voll beaufschlagt. Damit wird die Fahrschalterwalze mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit von z. B. 400°/s bewegt. Kürz vor Erreichen der Stellung wird das Grobkommando aufgehoben und die Feinlageregelung eingeschaltet, was eine erheblich verminderte Einlaufgeschwindigkeit bewirkt.Such a fine position control has with known devices for Coarse-fine control, in which the fine control has the task of coarse levels of the To subdivide coarse control finely, to do nothing, rather, will by the invention by means of a predefined and given spontaneously by the driver special control command of the moving coil regulator from an actual main control loop (Coarse control), e.g. B. a motor current control, separately and on one contactless working contact head switched. This will be at any or in advance specified points or from such movements of the drive switch that with maximum possible speeds are carried out, e.g. B. Return from a driving position in a braking position, an exact, positionally precise standstill is possible. Contact difficulties as a result of positional inaccuracies no longer occur. For the coarse control, depending according to the required direction of rotation, the "up" or the "down" coil of the moving coil regulator fully loaded. This will make the drive switch drum at the highest possible speed from Z. B. moves 400 ° / s. The rough command is canceled shortly before the position is reached and the fine position control switched on, which significantly reduces the infeed speed causes.

Der Steuerbefehl zur Umschaltung auf die Feinlageregelung wird dabei vorzugsweise aus Informationen über die Läge der Fahrschalterwalze mittels Hilfskontakten an derselben abgeleitet.The control command for switching to fine position control is thereby preferably from information about the length of the travel switch cylinder by means of auxiliary contacts derived from the same.

Die Ausgangsspannung des Tastkopfes steuert zweckmäßig einen Transistorverstärker, dessen Ausgang die »Auf«-Spule des Tauchspulenreglers speist, und ein zweiter, -die »Ab«-Spule des Tauchspulenreglers speisender Transistorverstärker, an den Ausgang des ersteren gelegt, ist vom Spannungsabfall an der »Auf«-Spule gegensinnig ausgesteuert.The output voltage of the probe appropriately controls a transistor amplifier, the output of which feeds the "open" coil of the plunger coil regulator, and a second, the "Ab" coil of the moving coil regulator feeding transistor amplifier to the output of the former placed is controlled in the opposite direction by the voltage drop on the "open" coil.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein mit Tastschlitzen yersehener Tastkopf verwendet, der mit einer als Stellungsanzeiger für die Fahrschalterwalze dienenden, zwischen die Tastschlitze greifenden Zahnscheibe zusammenarbeitet, die für jede Fahr- und Bremsstufe einen Zahn enthält, dessen Flanke jeweils mit der Stufe zusammenfällt.In a further embodiment of the invention, a with tactile slots yersehener probe head is used, the one with one as a position indicator for the drive switch cylinder serving, engaging toothed washer between the feeler slots, the contains a tooth for each driving and braking step, the flank of which corresponds to the Level coincides.

Die Erfindung sei an Hand eines schematischen Ausführungsbeispiels veranschaulicht.The invention is based on a schematic embodiment illustrated.

Die F i g. 1 zeigt einen Tastkopf 1, den Ausschnitt einer Zahnscheibe 2 und in einem Diagramm 3 den Verlauf der Ausgangsspannung U, des Tastkopfes während der Bewegung der Fahrschalterwalze. Der Tastkopf wird zur Feinregelung eingeschaltet, wenn. Hilfskontakte (nicht dargestellt) kurz vor Erreichung der .Zielstellung der Fahrschalterwalze eine Information der Annäherung geben. Dabei wird die höchstmögliche Geschwindigkeit von etwa 400°/s des Grobkommandos aufgehoben, und die Feinregelung setzt mit erheblich verminderter Einlaufgeschwindigkeit ein. Der Tastkopf 1 besitzt einen Schlitz, durch den, die Zahnscheibe 2 mit etwa 10 mm hohen und ebenso breiten Zähnen läuft. Befindet sich ein Zahn zwischen den aktiven Teilen des Schlitzes, so gibt der Tastkopf 1 ein Ausgangssignal. Ist kein Zahn vorhanden, so erscheint kein Ausgang. Wandert die Flanke eines Zahnes durch den Schlitz, so verändert sich die Ausgangsspannung U", wie ersichtlich, kontinuierlich.The F i g. 1 shows a probe head 1, the section of a toothed disk 2 and in a diagram 3 the course of the output voltage U, of the probe head during the movement of the drive switch roller. The probe is switched on for fine control, if. Auxiliary contacts (not shown) shortly before reaching the .Zielstellung the Drive switch roller give information of the approach. This will be the highest possible Speed of about 400 ° / s of the coarse command is canceled, and the fine control starts with a considerably reduced infeed speed. The probe head 1 has a slot through which, the toothed washer 2 with about 10 mm high and just as wide Teeth running. If there is a tooth between the active parts of the slot, so the probe 1 gives an output signal. If there is no tooth, then appears No Exit. If the flank of a tooth wanders through the slot, it changes the output voltage U ", as can be seen, is continuous.

Die Ausgangsspannung U" des Tastkopfes 1 wird auf eine Verstärkerschaltung, veranschaulicht in. der, F i g. 2, gegeben. Sie bewirkt über einen Transistorverstärker 22 einen Strom in der Aufspule 24 eines. nicht näher dargestellten, an sich bekannten Tauchspulenreglers. Wegen des Spannungsabfalles an der Aufspule 24 wird ein zweiter Transistorverstärker 23 nicht ausgesteuert. Durch den Stromüberschuß der Aufspule 24 wird die nicht näher dargestellte Fahrschalterwalze langsam in »Auf«-Richtung gedreht, bis eine Zahnlücke die Ausgangsspannung U" des Tastkopfes 1 absinken läßt. Dadurch sinkt auch der Strom 124 der Aufspule 24. Dagegen nimmt die Eingangsspannung am Verstärker 23 und damit der Strom 125 in- der Abspule 25 zu. Da die Differenz von 124125 immer kleiner wird, wird auch die Bewegung der Fahrschalterwalze immer langsamer, bis 124425 = 0 wird. Mit dieser einfachen Einrichtung läßt sich ein sehr genauer aperiodischer Einlauf in die angestrebte Stellung erreichen. Die F i g. 2 zeigt ferner in ihrem Diagramm den Verlauf sowohl der Ausgangsspannung U" des Tastkopfes 1 als auch den der Ströme 124 und 125 in den Tauchspulen während eines Einlaufes der Pahrschalterwalze in eine Endstellung in Abhängigkeit vom Weg (cm).The output voltage U ″ of the probe head 1 is fed to an amplifier circuit, illustrated in FIG A second transistor amplifier 23 is not controlled if there is a voltage drop at the take-up reel 24. Due to the excess current of the take-up reel 24, the drive switch drum (not shown) is slowly rotated in the "up" direction until a tooth gap causes the output voltage U "of the probe 1 to drop. As a result, the current 124 of the reel 24 also decreases. In contrast, the input voltage at the amplifier 23 and thus the current 125 in the reel 25 increases. Since the difference from 124125 is getting smaller and smaller, the movement of the drive switch drum is also getting slower until 124425 = 0 . With this simple device, a very precise aperiodic entry into the desired position can be achieved. The F i g. 2 also shows in its diagram the course of both the output voltage U ″ of the probe head 1 and that of the currents 124 and 125 in the plunger coils while the travel switch roller is running into an end position as a function of the path (cm).

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Lageregelung einer hydraulisch angetriebenen Fahrschalterwalze eines elektrischen Triebfahrzeuges unter Verwendung eines Tauchspulenreglers, welcher eine der Tauchspulenerregung proportionale Drehgeschwindigkeit der Fahrschalterwalze bestimmt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Tauchspulenregler zur Feinlageregelung der Fahrschalterwalze mit erheblich verminderter Einlaufgeschwindigkeit in eine angesteuerte Stufenstellung nach mit schneller bzw. höchster Geschwindigkeit erfolgter Annäherung der Fahrschalterwalze an diese Stufenstellung durch besonderen Steuerbefehl auf einen kontaktlos arbeitenden Tastkopf (1) umschaltbar ist, der während des Einlaufes der Fahrschalterwalze eine der jeweiligen Abweichung von der Stufenstellung entsprechende Ausgangsspannung (Ua) auf die Tauchspulen (24 und 25) des Tauchspulenreglers abgibt. Claims: 1. Arrangement for position control of a hydraulically driven Driving switch drum of an electric traction vehicle using a moving coil regulator, which is a speed of rotation of the travel switch drum proportional to the moving coil excitation determined that the moving coil controller for fine position control the drive switch roller with significantly reduced entry speed into a Controlled tap position after having taken place at faster or highest speed Approach of the drive switch roller to this step position by a special control command can be switched to a contactless probe head (1), which during the run-in the drive switch cylinder one corresponding to the respective deviation from the step position Output voltage (Ua) emits to the plunger coils (24 and 25) of the plunger coil regulator. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (UQ) des Tastkopfes (1) einen Transistorverstärker (22) steuert, dessen Ausgang eine Aufspule (24) des Tauchspulenreglers speist, und daß ein zweiter, eine Abspule (25) des Tauchspulenreglers speisender Transistorverstärker (23) an den Ausgang des ersteren (22) gelegt und vom Spannungsabfall an der Aufspule (24) gegensinnig ausgesteuert ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the output voltage (UQ) of the probe (1) controls a transistor amplifier (22), the output of which is a The winding coil (24) of the moving coil regulator feeds, and that a second, an unwinding (25) of the moving coil regulator feeding transistor amplifier (23) to the output of the former (22) and controlled in opposite directions by the voltage drop across the bobbin (24) is. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen mit Tastschlitzen versehenen Tastkopf (1), der mit einer als Stellungsanzeiger für die Fahrschalterwalze dienenden, zwischen die Tastschlitze greifenden Zahnscheibe. (2) zusammenarbeitet, die für jede Fahr- und Bremsstufe einen Zahn enthält, dessen Flanke jeweils mit der Stufe zusammenfällt. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized by a probe head (1) provided with feeler slots, which is provided with a toothed washer which acts as a position indicator for the travel switch cylinder and engages between the feeler slots. (2) cooperates, which contains a tooth for each driving and braking step, the flank of which coincides with the step. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Ausgangsspannung (UQ) des Tastkopfes (1) kontinuierlich mit dem Weg der Flanke des Zahnes über den Tastschlitz veränderbar ist. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the size of the output voltage (UQ) of the probe head (1) continuously with the path the flank of the tooth can be changed via the feeler slot. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Zahnscheibe (2) rechteckig, vorzugsweise quadratisch sind. . 5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the teeth of the toothed disc (2) are rectangular, preferably are square. . 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl zur Umschaltung auf die Fein-Lageregelung aus Informationen über die Lage der Fahrschalterwalze mittels Hilfskontakten an derselben abgeleitet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 687287, 699476, 722 544, 745 274, 952110; deutsche Patentanmeldung E 2888 VBIb/201 (bekanntgemacht am 31.1.1952).6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the control command for switching to the fine position control is derived from information about the position of the travel switch drum by means of auxiliary contacts on the same. Considered publications: German Patent Nos. 687287, 699476, 722 544, 745 274, 952110; German patent application E 2888 VBIb / 201 (published on January 31, 1952).
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