DE231503C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 231503 .-KLASSE 20/. GRUPPE

A. C. COUWENHOVEN in BADEN, Schweiz.

und Eisenbahnzüge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2t. Januar 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum gleichzeitigen Antrieb mehrerer örtlich voneinander getrennter Vorrichtungen zum Regeln von Motoren (z. B. Fahrschalter), eignet sich daher vorzugsweise für elektrische Zugsteuerung. Bei dieser Einrichtung werden als Hilfsmotoren gewöhnliche Motoren verwendet, welche nicht synchron zu laufen brauchen, sondern nur angenähert dieselbe

ίο Drehzahl haben müssen. Bei bekannten, mit dauernd laufenden Hilfsmotoren arbeitenden Zugsteuerungen können nicht mehrere Hübe oder Schaltbewegungen hintereinander fortlaufend ausgeführt werden, es ist vielmehr nur möglich, den nächsten Hub oder die nächste Schaltbewegung des Fahrschalters erst dann einzuleiten, wenn der vorhergehende Hub bei allen Bewegungsantrieben des Zuges vollendet ist. Dadurch wird aber die Aufmerksamkeit des Zugführers während dieser Zeit andauernd für diese Steuerungsänderung in Anspruch genommen. Das betriebssichere Arbeiten einer auf diesem bekannten Grundsatz beruhenden Einrichtung bedingt eine elektrische Verriegelung und Rückmeldung, welche bei jedem Hub von neuem in Tätigkeit treten muß, um zu verhüten, daß ein folgender Hub eingeleitet wird, bevor der vorhergehende beendigt ist, weil sonst der synchrone Gang der verschiedenen Fahrzeugsteuerungen gestört wird. Auch ist es nicht neu, bei ähnlichen Steuerungen elektromagnetische Kupplungen zu verwenden. Doch werden diese zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hüben jedesmal stromlos gemacht, also gelöst und wieder eingeschaltet, was Zeit in Anspruch nimmt und die Kupplung vielfach .beansprucht.

Eine andere Zugsteuerung bedient sich auch gewöhnlicher Motoren als Hilfsmotoren und besitzt nicht den Nachteil des »Langsam-Schaltens«, erfordert dafür aber neben den Leitungen für die Umsteuerung gleich viel durchgehende Zugsteuerleitungen als Regelungsstufen sowie einen Hilfsmotor, welcher ■ absatzweise läuft und umgesteuert werden muß.

Die Erfindung bezweckt möglichst rasches Arbeiten der verschiedenen Steuerungsteile, die Unabhängigkeit der verschiedenen Hübe voneinander und eine bestimmte Stellung aller Steuerungsteile des Zuges in jeder Stellung der vom Zugführer bedienten Fahrkurbel.

Wird z. B. vom Zugführer die Fahrkurbel in eine bestimmte Stellung gebracht, so sollen alle Steuerungsteile des Zuges in Tätigkeit kommen und dauernd in Tätigkeit bleiben, bis die ganze Steuerungsänderung vollzogen ist.

Weiter ist neben den zwei für die Umsteuerung erforderlichen Leitungen nur eine einzige durchgehende Zugsteuerleitung verwendet. Der elektrische Steuerstromkreis ist unabhängig vom Arbeitsstromkreis. Bei Bedienung der Einrichtung wird durch Drehung der Fahrkurbel ein Kontakt absatzweise über einen Stufenschalter bewegt und dadurch ein Teil der Steuerstromquelle in den Steuerstromkreis eingeschaltet. Die Steuerwelle wird dadurch

in Drehung versetzt, und mit ihr verschiebt sich ein zweiter Kontakt sprungweise von Kontakt zu Kontakt so lange, bis er die gleiche Spannungsstufe erreicht hat und damit die resultierend wirkende elektromotorische Kraft des Steuerstromkreises zu Null macht. Durch Drehung der Fahrkurbel um einen gewissen Betrag vor- oder rückwärts wird die Steuerwelle um einen entsprechenden Betrag. vor- oder rückwärts gedreht und dadurch der Steuerungsapparat des Arbeitsstromkreises bedient.

Als Steuerungsapparate des Arbeitsstromkreises kommen in Betracht: Bürstenverdrehungswellen für Motoren; bei denen die Geschwindigkeitsregelung durch Bürstenverstellung stattfindet (Fig. 1), Kontaktschlitteriäntrieb für Stufentransformatoren (Fig. 2) und Schaltwalzenantrieb. .,

In dem Ausführungsbeispiele der Fig. 1 ist der Erfindungsgedanke für Wechselstrombetrieb • zur Darstellung gebracht.

Der Einspulentransformator α ist einerseits an eine Niederspannungsstromquelle (Licht-, Heizungs- oder Kompressortransformator), gegebenenfalls aber auch an die Fahrleitung angeschlossen, anderseits an Erde gelegt. Er ist durch Anzapfungen in so viele Spulen unterteilt, als man Regelungsstufen wünscht ; diese Anzapfungen sind nach zwei Kontaktreihen b und d geführt. Über die erste Kontaktreihe h bewegt sich die Fahrkurbel c, über die zweite Kontaktreihe d bewegt sich der Schlittenkontakt e, der von der Steuerwelle p zwangläufig angetrieben, wird. Der Schalthebel c ist elektrisch verbunden mit dem Ende I der Ankerspule f des Steuerrelais, dessen anderes Ende II zum Springkontakt e geführt ist. Die gleichpoligen Erregerspulen g des Steuerrelais sind unter sich in Reihe geschaltet und erhalten ihren Strom von derselben Stromquelle, an welche der

■■■■■ Transformator α angeschlossen ist. Der Anker h des Steuerrelais ist drehbar um seinen Schwerpunkt in der Spule f aufgehängt und trägt einen Kontakthebel i, welcher sich zwischen den Kontakten k und I bewegt und

"■ an die Niederspannungsstromquelle angeschlossen ist. ..Die Kontakte k und I führen zum zweipoligen Umschalter m, welcher elektromagnetisch gesteuert wird, und dessen Umschaltung die Vertauschung der elektromagne- ·■ tischen Kupplungen η und 0 bewirkt. Diese •Kupplungen verbinden als Wendege! riebe die nur zeitweilig laufende Steuerwelle p mit der . Welle des- dauernd laufenden elektrischen Steuermotors q.

V' " Das Zusammenwirken dieser Teile ist nun folgendes: Auf dem Führerwagen steht der dreipolige Umschalter r in Stellung I, auf den ferngesteuerten Wagen in Stellung II.

Es steht ferner im Führerwagen der Schalthebel c in Stellung 0, der Fahrtrichtungsschalter s (ein gewöhnlicher einpoliger Umschalter zur , Bedienung des elektromagnetischen Antriebes des zweipoligen Umschalters m) in Stellung I, welche der 0Vorwärtsfahrt« entsprechen möge; in den ferngesteuerten Wagen sind sowohl Schalthebel c als Fahrtrichtungsschalter s außer Betrieb gesetzt dadurch, daß in diesem Wagen der dreipolige Umschalter r in Stellung II steht. Endlich stehen die Springkontakte e sämtlicher Wagen auf Kontakt 0.

Wenn der Zug in Bewegung gesetzt werden spll; wird der Schalthebel c des Führerwagens vom Ruhekontakt 0 auf Kontakt 1 gedreht. Hierdurch nehmen die durchgehende Zugsteuerleitung t und damit alle Ankerspulenden I der Steuerrelais f,g,h,i die Spannung des Kontaktes 1 an. ' Die Ankerspulenenden II haben die Spannung des Kontaktes 0 (d.h. sie liegen an Erde), es fließt also ein Strom durch die Ankerspulen f in der Richtung yon I nach II, wodurch die Anker. h magnetisiert werden und sich unter Einwirkung der gleichpoligen Erregerspulen g nach einer bestimmten Richtung drehen. Angenommen, die Drehung des Ankers h, i erfolge im Sinne der Uhrzeigerbewegung, so wird durch den Kontakthebel i der Kontakt k ■ berührt, die elektromagnetische Kupplung η geschlossen, die Steuerwelle p durch den ständig laufenden elektrischen Steuermotor q nach einer bestimmten Richtung in Drehung . versetzt, so lange, bis der Schlittenkontakt e infolge des zwangläufigen Antriebes von der .Steuerwelle p aus auf Kontakt I gelangt. ■■■ ■

Alsdann haben die beiden Spulenenden I und II aller Steuerrelais wieder die gleiche Spannung (d. h. der Stufe 1) angenommen, der Stromdurchfluß durch die Ankerspulen f hört auf; der Anker h, «springt unter Einwirkung von Federn in die Mittellage zurück, der Kontakt k wird unterbrochen, die elektromagnetische Kupplung η löst sich und die Steuerwelle p bleibt stehen.

Beim Weiterdrehen des Schalthebels c auf einen höheren Kontakt wiederholt sich dieses Spiel.

Geht man mit dem Hebel c um einen oder mehrere Kontakte zurück, so findet der Stromfluß durch die Relaisspulen f in umgekehrter Richtung statt, d. h. von II nach I. Der Anker h, i dreht sich jetzt entgegengesetzt, der Kontakthebel i geht nach rechts, berührt den Kontakt I und schließt dadurch die elektromagnetische Kupplung 0; . somit dreht sich die Steuerwelle p in entgegengesetzter Richtung wie vorhin, und der Springkontakt bewegt sich ebenfalls entgegengesetzt, d.h. in der Richtung auf den Kontakt 0 hin.

In Fig. ι stellt das Schneckenrad u den Antrieb der Bürstenbrücken der Fahrzugmotoren dar, bei welchen Geschwindigkeitsregelung durch Bürstenverstellung stattfindet und der Drehsinn des Motors durch'die Richtung der Verdrehung der Bürsten aus der Nullage bestimmt ist.

Beim Umstellen des Schalthebels c von ο auf eine höhere Stufe dreht sich die Bürstenbrücke u von der Nullstellung aus nach einer Richtung, beim Rückschalten des Schalthebels c auf ο kommt die Bürstenbrücke wieder in die Nullstellung zurück.
Der Fahrtrichtungsschalter s ist in bekannter Weise mechanisch verriegelt mit dem Schalthebel c, so' daß er nur in dessen Nullstellung umgeschaltet wenden kann. Stellt man nun im Führerwagen den Schalthebel c auf Kontakt 0 und bringt dann den Fahrtrichtungsschalter s in Stellung II für Rückwärtsfahrt, so werden die elektromagnetisch gesteuerten Umschalter m aller. Wagen in Stellung II gebracht, wodurch die elektromagnetischen Kupplungen η und 0 in ihren Wirkungen vertauscht werden und erreicht wird, daß bei wiederholtem Einstellen des Schalthebels c von Null auf einen höheren Kontakt die Bürstenbrücken der .Fahrzeugmotoren von der Nullstellung aus nach der anderen Richtung angetrieben werden und damit der Drehsinn der Motoren sich ändert. Der zweipolige Umschalter m ist bei ν mechanisch mit der Steuerwelle f so verriegelt, daß' seine Umschaltung nur¹ in der Nullstellung der Steuerwelle fi geschehen kann. Es ist erforderlich, daß der Fahrtrichtungswechsel nur in der Nullstellung sämtlicher Steuerungen stattfindet, d. h. wenn die Leitung vom Fahrschalter c nach Kontakt I des Umschalters s stromlos ist. Die Stromlosigkeit dieser Leitung wird angezeigt durch einen in die Leitung geschalteten Stromanzeiger oder durch das Lösen einer vom Strom eingestellten elektrischen Verriegelung des Fahrschalters c in dessen Nullstellung.

Tn dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 2

ist der Kontaktschlittenantrieb für Stufen-

. transformatoren zur Darstellung gebracht. Das Steuerungsschema ist wie in Fig. 1, mit dem Unterschiede, daß die Steuerwelle p statt der Bürstenbrücke u in Fig.i den Kontaktschlitten w des Stufentransformators χ antreibt. In Fig. 2 stellt ferner y die Umsteuerungswalze für die Antriebsmotoren dar. Diese Walze y wird vom Kontaktschlitten w angetrieben, und zwar so, daß, wenn dieser Schlitten w sich von dem Ruhekontakt 0 nach Kontakt V (welcher der »Vorwärtsfahrt« entspricht) bewegt, die Walze y sich nach der einen Richtung (hier in Uhrzeigerrichtung) herumdreht. Bewegt sich dagegen der Schlitten w von 0 nach R ■ (»Rückwärts«), so dreht sich die Walze y nach der anderen Richtung.

Das Zusammenwirken ist nun folgendes: Steht der Schalthebel c auf 0, dann steht der Schlittenkontakt w auch auf Kontakt 0. Bringt man jetzt den Fahrtrichtungsschalter s der Fig. 1 in Stellung I (Vorwärts), dann bewegt sich beim Hinaufschalten des Schalthebels c auf einen höheren Kontakt der Schiit- tenkontakt w nach rechts. Auf dem Wege von Kontakt 0 bis V stellt der Schlittenkontakt w die Steuerwalze y auf »Vorwärts«; von V nach rechts weitergehend, kommt der Schlittenkontakt w hintereinander auf die Kontakte 1,2,3 usw. des Stufentransformators und bekommen dadurch die Fahrzeugmotoren immer höhere Spannung.

Beim Zurückstellen des Schalthebels c auf 0 geht der Kontaktschlitten w wieder in die Nullstellung zurück, nachdem er auf dem Wege V-o die Steuerwalze y wieder in die Nullstellung gebracht hat.

Bringt man jetzt den Fahrtrichtungsschalter s in Stellung II (»Rückwärts«), so werden die elektromagnetisch gesteuerten Umschalter m aller Wagen in Stellung II gebracht und die elektromagnetischen Kupplungen η und 0 in ihren Wirkungen vertauscht. Beim Wiederhinaufschalten des Schalthebels c auf einen höheren Kontakt bewegt sich jetzt der Schlittenkontakt w von 0 nach links, stellt zuerst auf dem Wege o-R die Walze y auf »Rückwärts« und bringt weitergehend die Motoren auf immer höhere Spannung.

In dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 ist der Schaltwalzenantrieb für Gleichstrombetrieb zur Darstellung gebracht.

Die Ausführung für Gleichstrom unterscheidet sich von der Ausführung für Wechselstrom nur darin, daß die Stufen des Transformators a der Fig. 1 ersetzt sind durch Schaltzellen α!, deren Anzahl der gewünschten Regelungsstufenzahl entspricht.

Damit sich die Batterie a! im Betriebe nie entleert, wird sie, sobald der Springkontakt e auf Kontakt I springt, durch einen von dem Springkontakt e mechanisch gesteuerten Schalter mittels vorgeschalteter Lampen auf Ladung eingeschaltet. Der einpolige Umschalter s ist hier nicht mehr Fahrtrichtungschalter, sondern bringt in Stellung I die Schaltwalze ζ (links unten in Fig. 3) in die Fahrstellungen 1, 2, 3 usw. und in die Stellung II in die Bremsstellungen 1', 2' usw. Dieser Umschalter s ist mit dem Schalthebel c so gekuppelt, daß beide gleichzeitig in der Nullstellung stehen. Dreht man den Schalthebel c auf Fahrstellung 1 oder Bremsstellung i', so wird dadurch der Umschalter s in Stellung I oder II gebracht. .

Um schließlich noch die Fahrtrichtung wechseln zu können, ist ein zweiter zweipoliger

Umschalter vorgesehen, welcher durch elektromagnetische Umsteuerung die Fahrtrichtungsschaltwalze y für die Fährzeugmotoren auf »Vorwärts« bzw. »Rückwärts-: stellt. Dadurch werden noch zwei weitere durchgehende Zugsteuerleitungen erforderlich im ganzen also deren fünf, welche Anzahl sich wieder auf drei vermindert, sobald keine elektrische Bremsung vorgesehen ist.

ίο Anstatt des dreipoligen Umschalters r wird dadurch gegebenenfalls ein fünfpoliger notwendig.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektrische Steuerung elektrischer Motoren, insbesondere für Fahrzeuge und Eisenbahnzüge, gekennzeichnet durch das Zusammenwirken eines Schalthebels (c), eines Steuerrelais (f, g, h, i), einer durch einen dauernd laufenden Steuermotor (q) zeitweilig angetriebenen Steuerwelle (p) und eines von letzterer (p) angetriebenen Springkontaktes (e) in der Weise, daß bei Einstellung des Schalthebels (c) auf eine Spannungsstufe und dadurch bewirkter Erzeugung eines Spannungsgefälles in der Ankerspule (f) des Steuerrelais ein Strom fließt, dessen Richtung abhängt von der Richtung des Spannungsgefälles zwischen dem Schalthebel (c) und dem Springkontakt (e), und demzufolge der Anker (h) des Steuerrelais unter Einfluß von gleichpoligen Erregerspulen (g) aus seiner durch Gegenfedern bestimmten Nullage nach einer bestimmten Richtung abgelenkt wird und ein mit dem Anker (h) fest verbundener Kontakthebel (i) einen von zwei Kontakten (k oder I) berührt, so daß die eine oder die andere von zwei elektromagnetischen Kupplungen (n oder 0) erregt wird, wodurch, die Drehrichtung der die Regelungsorgane der Fahrzeugmotoren antreibenden Steuerwelle (p) bedingt, wird, deren Drehung aufhört, sobald der von ihr (P) angetriebene Springkontakt (e) dieselbe Spannungsstufe erreicht hat, auf welche der Schalthebel (c) eingestellt wurde.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.