DE239324C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

die Priorität

Um das mitunter auftretende schädliche Gleiten der Treibräder von Dampflokomotiven zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Dampfzuführung zu den Zylindern durch einen ein Relais einschaltenden Schwungmassenregler zu verändern, der von einer Treibachse angetrieben und einem entgegenwirkenden Druck unterworfen ist, der seinerseits vom Kesseldruck abhängig war und durch einen von einer Laufachse angetriebenen Schwungmassenregler geändert wird.

Mit dieser Vorrichtung kann man nicht die Geschwindigkeit der Lauf- und der Treibachsen gleichhalten, weil alle drei Faktoren, Kesseldruck, Treibachsen-, ' Laufachsengeschwindigkeit, veränderlich sind und zudem das Relais nur ruckweise anstatt proportional dem Verlauf der Änderung des Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen Treib- und Laufachse .ein-' und ausgeschaltet werden kann.

Die Erfindung betrifft nun eine Regelungs-'vorrichtung,' welche die Geschwindigkeit der Treibachsen und der Lauf achsen möglichst auf gleicher Höhe hält und so ein Gleiten, wenn es eintritt, in kurzer Zeit wieder aufhebt. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß einerseits von einer Laufachse oder einem anderen Element, das sich mit einer der Lineargeschwindigkeit des Fahrzeuges proportionalen Geschwindigkeit dreht, und andererseits von einer Treibachse abgeleitete Kräfte in einer Regelungsvorrichtung zu einer Resultierenden vereinigt werden, die auf eine ständige Regelung der Kraftzuführung zum Motor wirkt.

Hierbei gibt die lineare Geschwindigkeit des Fahrzeuges die durch keine anderen Faktoren beeinflußte Grundlage für die Regelung der Treibachsengeschwindigkeit, die infolgedessen eine ständige und dem Geschwindigkeitsunterschied der Treibachse zur linearen Bewegung des Fahrzeuges proportionale ist, was auch für Dampflokomotiven wertvoll ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig. ι zeigt eine Ausführung, bei der die Kraftzuführung zu einem Motor gemäß der Er- ' findung mechanisch durch die Resultierende von Fliehkräften geregelt wird. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Regelungsvorrichtung für einen mit Gleichstrom betriebenen Elektromotor. Fig. 3 ist ein Schema einer bekannten elektropneumatischcn Vielfachsteuerung für elektrische Züge, bei welcher gemäß der Erfindung Vorrichtungen getroffen sind, um das allmähliche selbsttätige Ausschalten der Widerstände aus dem Motorstromkreis selbsttätig aufzuheben und ebenfalls selbsttätig einen Zusatzwiderstand einzuschalten, welche beide durch die Vorrich-

tung, wie sie in Fig. ι und 2 gezeigt sind, geregelt werden können. Fig. 4 zeigt eine Stromzuführung für einen Elektromotor, welcher gemäß der Erfindung durch die resultierenden elektromotorischen Kräfte elektrisch geregelt wird. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der elektrischen Regelungsvorrichtung gemäß

Fig· 4·
In Fig. ι ist 1 die Treibachse eines Schiencnfahrzeuges, die mittels Zahnradübersetzung 2 vo.n einem Motor 3 in Umdrehung versetzt wird. Die Laufachse ist mit 6 bezeichnet.

Wenn ein Gleiten der Treibräder 7, 8 eintritt, so entsteht ein dem Grade des Gleitens entsprechender Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der Laufradachse (lineare Geschwindigkeit des Fahrzeuges) und derjenigen der Treibachse.

Um ein langer anhaltendes Gleiten der Treib-

ao räder zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung der Grad der Beschleunigung des Motors selbsttätig unabhängig von dem Willen des Führers geregelt, sobald ein Unterschied jener -beiden Geschwindigkeiten eintritt, und zwar dadurch, daß man die Resultierende der entgegengesetzt wirkenden Kräfte, die mittelbar oder unmittelbar durch das Treibrad und durch das Laufrad erzeugt werden, dazu benutzt, die Kraftzuführung zum Motor zu regeln, indem diese entweder ausgeschaltet oder vermindert wird. Solche entgegengesetzt wirkenden mechanischen Kräfte können beispielsweise von zwei Schwungmassenreglern 9 und 10 geliefert werden, von denen der eine (9) mittels eines Treibriemens 11 von der Treibachse 1 und der andere (10) mittels eines Treibriemens 12 von der Laufachse 6 angetrieben wird. Die Riemenscheiben auf den Achsen und den Reglerspindeln 13 sind so bemessen, daß, wenn kein Gleiten stattfindet, die beiden Regler mit gleicher Geschwindigkeit laufen. Die Reglerkugeln öffnen sich entgegen der Wirkung der Feder 14. Die Regler 9 und 10 sind einander gegenüber angeordnet, um auf diese Weise eine von der Resultierenden der Fliehkräfte abhängige Wirkung hervorzurufen. Beispielsweise können die Regler 9 und 10 so angeordnet sein, daß sie in entgegengesetzter Richtung auf eine gemeinsame gleitende Muffe einwirken, oder, wie in Fig. 1 dargestellt, auch so, daß sie in derselben Richtung an den beiden Armen des Doppelhebels 15 wirken.

Solange die Regler 9 und 10 sich mit gleicher Geschwindigkeit drehen, wird der von dem einen ausgeübte Zug durch den entgegengesetzt wirkenden Zug des anderen im Gleichgewicht gehalten, so daß keine Bewegung des Hebels 15 stattfindet. Sobald aber ein Schleudern der Treibräder eintritt, wird der Zug des Reglers 9 entsprechend dem Anwachsen der Geschwindigkeit größer als der des Reglers 10, so daß der Hebel 15 um seinen Zapfen gedreht wird. Diese Bewegung des Hebels 15 wird dazu benutzt, '· die Kraft zuführung zu dem Motor 3 zu vermindern oder ganz auszuschalten. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein Ventil 16, das in dem Zuleitungsrohr 4 für das Kraftmittel zwischen dem von Hand bedienten Regelungsven ti! 5 und dem Motor 3 angeordnet ist, ■ durch einen Hebel 17 in Tätigkeit gesetzt wird, der an der Spindel des Ventils 16 angreift und durch eine Stange iS und einen Arm 19 mit dem ■ Hebel 15 in Verbindung steht. Bei einem Explosionsmotor kann das Ventil 16 so angeordnet » werden, daß es entweder die Gasmischung oder die Brennstoffzuführung regelt. Bei durch Gleichstrom betriebenen Motoren können derartige, mechanische Vorrichtungen dazu verwendet werden, daß sie mittelbar oder unmittelbar einen an sich bekannten und entsprechend konstruierten Schalter öffnen und schließen, der in dem Motorstromkreis so angeordnet ist, daß er zeitweise die Stromzuführung ausschaltet, wenn ein Gleiten der Räder eintritt, oder es können auch (Fig. 2) derartige mechanische Vorrichtungen dazu verwendet werden, einen oder mehrere Widerstände einzuschalten. In Fig. 2 ist ein von Hand bedienter Schalter mit 21 bezeichnet, der Gleichstrommotor mit 22, die Treibachse mit 1, die Laufachse mit 6. Der Hebel 15 ist mit einem Schältann 23 versehen, der dazu bestimmt ist, Widerstände 20 einzuschalten, entsprechend der Bewegung, die dem Hebel 15 durch die Regler 9,10 in Fig· 1 erteilt wird. ■

Diese mechanischen Regelungsvorrichtungen können auch dazu verwendet werden, um beim Gleiten der Treibräder ein weiteres Arbeiten einer selbsttätigen Zugsteuerung, also ein Fortschreiten der Beschleunigung in der Anfahrperiode, zu hemmen oder zu gleicher Zeit einen Zusatzwiderstand in den Motorstromkreis einzuschalten.

Eine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt in Verbindung mit einer der bekannten elektropneumatischen Zugsteuerungen. Die Einzelschalter 24 schalten die Widerstände aus dem Arbeitsstromkreis aus, wenn die Steuerspulen 25 der Einzelschalter durch einen Batteriestrom erregt werden. Die gemeinsame Rückleitung 26 der Steuerspulen 25 wird durch einen Grenzschalter 27 überwacht. Ein fü:' gewöhnlich geschlossener Schalter 28 ist ebenfalls in dieser gemeinsamen Rückleitung 26 angeordnet. Die Steuerspule 29 des Schalters 28 ist in einem Nebenschlußstromkreis 30, 31 angeordnet, der von der Batterie 32 ausgeht.

In der Rückleitung 31 zur Batterie liegt ein Schalter 32', der mittels eines Armes 33 von dem vorher beschriebenen, mechanisch eingestellten Hebel 15 in Tätigkeit gesetzt wird. Wenn der Führersteuerschalter 34 in eine der durch punktierte Linien angedeuteten Stellungen

gebracht wird, ist der Stromverlauf folgender: Von der Batterie 32 durch den festen Kontaktfrnger 35, den beweglichen Kontakt 36, den festen Kontaktfinger 37, den Draht 30, die Spule 29, den Rückleitungsdraht 31, den Schaltarm 33 zur Batterie zurück.

Sollte der Hebel 15 beim Gleiten der Treibräder nach rechts verstellt werden, so wird der Strom durch die Spule 29 unterbrochen und der Schalter 28 geöffnet, so daß der Stromkreis der Spulen 25 unterbrochen wird und kein weiteres Ausschalten von Widerständen aus dem Motorstromkreis stattfindet. Wenn das Gleiten aufhört, so kehrt der Hebel 15 in seine normale Stellung zurück, und der Stromkreis durch die Spule 29 wird wieder hergestellt, so daß der Schalter 28 wieder geschlossen wird und der Strom durch die Spulen 25 gehen kann, um ein weiteres Arbeiten der Steuerung und Fort-' schreiten der Beschleunigung des Zuges zu ermöglichen.

Um sowohl ein weiteres Ausschalten von Widerständen zu verhindern als auch einen Zusatzwiderstand einzuschalten, kann ein in gewohnlichem Zustande geschlossener Schalter 38 (in Fig. 3 rechts unten) im Motorstromkreise und im Nebenschluß zu seinen Kontakten ein oder mehrere Zusatzwiderstände 39 vorgesehen werden. Der Schalter 38 kann in ähnlicher Weise wie die Schalter 24 elektromagnetisch gesteuert werden; zu diesem Zweck ist eine Spule 40 in einem Nebenscblußstronikreis 41, 42 angeordnet, welcher von der Batterie durch den festen Kontaktfinger 35 des Hauptschalters 34; den beweglichen Kontakt 36, den festen Kontaktfinger 37, die Spule 40, den festen Kontakt 43 des Schalters 32', den Schaltarm 33 des Hebels 15, falls dieser nach rechts umgestellt worden ist, zurück zur Batterie geht. Wenn nun beim Gleiten der Antriebsräder der Hebel 15 bewegt wird, so wird zuerst der Stromkreis der Spulen 25 unterbrochen und darauf der Strom durch die Spule 40 geschlossen, so daß der Schalter 38 geöffnet und der Widerstand 39 eingeschaltet wird. Sobald das Gleiten nachläßt und eine Rückwärtsbewegung des Hebels 15 eintritt, wird zuerst der Strom durch die Spule 40 unterbrochen, der Schalter 38 geschlossen und der Widerstand 39 ausgeschaltet und dann erst der Strom durch die Spule 29 geschlossen, wodurch der Stromkreis durch die Spulen 25 wieder hergestellt wird.

Zweckmäßig können die beiden Schalter 28 und 38 auch vereinigt werden, so daß sie durch einen einzigen Elektromagneten gesteuert werden. In diesem Falle wird der Stromkreis für die Spulen 25 gleichzeitig mit dem Einschalten des Zusatzwiderstandes 39 geöffnet.

Ferner kann ein mechanisch durch den Hebel 15 zu schließender Schalter angeordnet werden, der zu dem Felde des Motors einen Nebenschluß herstellt. Bei Verwendung von Wechselstrommotoren kann ein ähnlich wirkender Schalter so angeordnet werden, daß er entweder Drosselspulen aus dem Motorstrom ausschaltet oder den Motorstromkreis an verschiedene Anzapfpunkte von Regelungstransformatoren in an sich bekannter Weise umschaltet. ,

Anstatt mechanischer Vorrichtungen (Fliehkraftregler 9, 10 usw.) können zur Regelung auch zwei kleine Gleichstromdynambmaschinen verwandt werden, die so gebaut sind, daß sie gleiche elektromotorische Kräfte hervorbringen, wenn sie mit derselben Geschwindigkeit laufen, wobei die eine dieser Dynamomaschinen von der Treibachse oder der Motorwelle angetrieben wird und die andere von der Laufachse. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in Fig. 4 gezeigt. Der Elektromotor ist mit 22 bezeichnet, die Treibachse mit 1, die Laufachse mit 6. Eine kleine Gleichstromdynamomaschine 46 wird von der Treibachse 1 angetrieben und eine der Dynamomaschine 46 vollständig·gleiche Dynamomaschine 47 von der Laufachse 6. Ein durch eine Spule 50 elektromagnetisch gesteuerter Schalter 48 ist in den Motorstromkreis beispielsweise zwischen dem Stromabnehmer 49 und dem Motor 22 eingeschaltet. Die Spule 50 liegt in dem gemeinsamen Stromkreis der beiden Dynamomaschinen 46 und 47, welche gegeneinander geschaltet sind. Sobald bei dieser Anordnung durch Gleiten der Treibachse 1 ein Unterschied in der Geschwindigkeit der beiden Dynamomaschinen 46 und 47 eintritt, wird ein Lokalstrom erzeugt, der die Spule 50 erregt und den Motorstrom unterbricht, bis das Gleiten aufhört.

Gemäß Fig. 5 sind der Schalter 28, der in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben ist und den Strom für die Spulen 25 regelt, und der Schalter 38 des Zusatzwiderstandes 39 (vgl. Fig. 3) vereinigt worden. In diesem Falle wird der vereinigte Schalter durch die Resultierende zweier entgegengesetzt wirkender Spulen 51 und 52 gesteuert, welche jede in einem Stromkreis der beiden Dynamomaschinen 46 und 47 angeordnet sind, so daß, wenn die Geschwindigkeit der Dynamomaschine 46 die der Dynamomaschine 47 merklich überschreiten sollte, die Schalter 28 und 38 geöffnet werden und so lange offen bleiben, wie ein wesentliches Gleiten der Treibräder stattfindet. _:

In solchen Fällen, wo die Verwendung einer Laufachse zum Antrieb eines Reglers nicht empfehlenswert oder nicht möglich ist, kann ein von einer Feder an die Schiene angepreßtes Rad als Ersatz für das Laufrad benutzt werden. '

Eine weitere Verwendung der Erfindung ist dort möglich, wo ein Feststellen der Räder bei übermäßigem Bremsdruck vermieden werden soll. In diesem Falle wird, sobald ein Unterschied zwischen der linearen Geschwindigkeit

des Wagens und der Umfangsgeschwindigkeit des Rades oder der Räder, an denen die Bremsklötze angebracht sind, auftritt, die resultierende Kraft dazu benutzt, den Bremsdruck zu verringern. -

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Einrichtung zur Verhütung des Schleuderns oder Gleitens der Treibräder von elek-

' -trisch oder mechanisch angetriebenen Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (15), die (z. B. durch Umstellung des Kraftmitteleinlaßventils 14 (Fig. 1) oder durch Veränderung eines Regelungswiderstandes 20 im Motorstromkreise (Fig. 2) oder durch Umschaltung des Motorstromkreises an verschiedene Anzapfpunkte von Regelungstransformatoren) die Kraftzuführung zum Motor beherrscht, durch die Resultietierende aus Kräften, die einerseits von einer Laufachse (6) oder einer dieser entsprechend sich drehenden Hilfsachse und andererseits von einer Treibachse (1) abgeleitet werden, gesteuert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 für elektrische Züge mit selbsttätiger Vielfachsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Schleuderns oder Gleitens der Treibräder durch die Resultierende der von einer Treibachse und von einer Laufachse abgeleiteten Kräfte ein besonderer Zusatzwiderstand 39 in Fig. 3 unter gleichzeitiger oder vorhergehender Unterbrechung der selbsttätigen ' Beschleunigung der Motoren in den Motor-Stromkreis eingeschaltet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Kraftzuführung für den Motor durch die Resultierende der von zwei Schwungkraftreglern (9, 10 in Fig. 1) abgeleiteten Kräfte geregelt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftzu führung durch einen Lokalstrom geregelt wird, der durch die beim Schleudern oder Gleiten der Treibräder eintretende Verschiedenheit der Geschwindigkeit zweier Gleichstromdynamomaschinen (46, 47 in Fig. 4 und 5) hervorgebracht wird, deren eine (46) von einer Treibachse (1) und deren andere (47) von einer Laufachse (6) angetrieben wird, und die gegeneinander geschaltet sind, so daß ihre elektromotorischen Kräfte sich aufheben, wenn sie mit der gleichen Geschwin- digkeit laufen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.