DE313784C - - Google Patents

Description

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen mit gemischtem Adhäsions- und Zahnradantrieb besteht die Schwierigkeit; daß· bei Änderung eines jeweiligen Betriebs- oder Streckenzü-Standes leicht Stöße auf das Zahngetriebe verursacht werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung zum gemischten Zahn- und Adhäsionsbetrieb von elektrisch betriebenen Fahrzeugen, durch die diese Stöße, gleichgültig aus welcher Ursache sie auftreten, nahezu völlig vermieden werden. -

Die Anordnung .gemäß . der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar sind die. Sicherungen gegen das Auftreten · von Stoßen in dsn Steuerstromkreisen für die Betätigungsvorrichtungen angeordnet. 35 ■ stellt das Zahnrad dar, das - mittels des Gestänges 11, 12 in die Zahnstange 13 gesenkt oder aus ihr herausgehoben wird. Das Ge- ■

-. stange wird durch zwei Drückluftzylinder 25, 26 betätigt, und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß der Ausrückzylinder 25 für das Zahnrad dauernd unter Drück-steht, damit das' Zahnrad immer selbsttätig ausgerückt wird, sobald die Einrücksjeuerung des Zahnrades unterbrochen wird. Der Einrückzylinder 26 wirkt dem. Ausrückzylinder 25 entgegen und wird durch die Steuerung 5, 6 betätigt. Damit zwecks Einrückens des Zahnrades 35 in die Zahnstange 13 der Einrückzylinder größere Kraft auf das Gestänge ausübt, als der Ausrückzylindef, wählt man die Kolbenfläche des Zylinders 26 großer als die des Zylinders 25.

Der elektrische Teil der Anlage besteht aus dem Adhäsionsmotor A und dem Zahnradmotor Z. Zum Schalten und Regeln dient der Steuerschalter 22. Der Haüptsteuerstromkreis besteht aus den Leitungen 9, 3, 4 und dem Relais 32. Dieser Steuerströmkreis führt über Kontakte, die von den Sicherheitsvorrichtungen betätigt werden, .z. B. 24,' 23, 27, auf die später eingegangen wird.' Von dem Steuerstromkreise sind die Steuerschalter zur Betätigung der Motoren sowie der Einrückvorrichtung abgezweigt.

Soll nun der Adhäsionsmötor A allein betrieben werden, z. B. auf ebenen Strecken, so kann durch öffnen des Umschalters 21 die Steuerung des' gesamten Zahnstangenantriebes außer Tätigkeit gesetzt werden. Das. Zahnrad 35 ist hierbei völlig ausgerückt, da das -Steuerrelais 5 für die Einrückvorrichtung ν 26 stromlos ist und das Ventil 6 darin den Zutritt der Druckluft zum Zylinder 26 versperrt. Das Zahnrad befindet sich demnach in der obersten für den Ausrückhebel 11 gestrichelt angedeuteten Lage. Hierbei liegt die Steuerleitung 2, die über die Kontakte 19, 17 des Steuerschalters^ aus der Netzleitung 1 Spannung erhält; über den Kontakt 36 und den Kontakt 7 des Ausrückhebels. 11 an Erde und betätigt das Relais 37 für den Adhäsionsmötor A. Der Adhäsionsmotor selbst kann nun über Steuerleitungen 40, die der Übersichtlichkeit halber nur als einfache Leitungen angedeutet sind, geregelt werden.

Soll nun während des Adhäsionsbetriebes der Zahnstangenantrieb hinzugeschaltet wer-

den, so wird der Umschalter 21 nach oben | gelegt, die Spannungsspule des Relais 31 er- j hält von der Netzleitung 1 aus Spannung, schließt die zugehörigen Kontakte und'setzt die Spannungsspule des Relais 32 unter Spannung (Stromweg: 1-19-20-45-Brücke des Relais 31-Spule von 32-Erde), so daß der Steuerstromkreis des- Relais 5 über die Sicherungsvorrichtungen 24, 23 ge- s schlossen ist (Stromweg:■1-19-20-45-29-9-24-23-obere Brücke von 32-3-4- Spule 5- Erde) j und das Relais 5 der Zahnradeinrückvorrich- - tung das Ventil 6 für die Zufuhr der Druckluft öffnet. Der Schalter 21 kann nun geöffnet werden, das Relais 31 wird abgeschaltet, das Relais 32 bleibt jedoch über seine , unteren Kontakte unter Spannung und daher auch der Steuerstromkreis des Relais 5.
Die'Zuschaltung des Zahnbetriebes zum

■20 Adhäsionsbetrieb, die durch besondere Betätigung des Schalters 21 vorgenommen wurde, kann auch dadurch ausgeführt werden, daß man auf dem Steuerschalter 22 einen Vorkontakt 18 anordnet, der das Relais 31 vorübergehend an Spannung ' legt, wenn der Schalter 21 in seiner unteren Stellung ist. Im allgemeinen wird er in dieser Stellung bleiben, nur in Ausnahmefällen, wenn es sich darum handelt, den Zahn-Stangenantrieb überhaupt auszuschalten, wird man ihn öffnen, oder falls man. ausnahmsweise bei höheren Geschwindigkeitsstufen des Adhäsionsmotors, wenn also der Vorkontakt 18 bereits überschritten ist, den Zahnstangenantrieb hinzuschalten will, wird der Umschalter 21 nach oben gelegt.

Um beim Einschalten des Zahnradmotors und des Zahnantriebes Stöße auf das Getriebe zu vermeiden, wird man das Anfahren mit dem Adhäsionsmotor vornehmen und den Zahnstangenantrieb dann hinzuschalten. Man wird andererseits auch das Zahnstangenrad in die Zahnstange nur dann einsenken, wenn beide Motoren kein Drehmoment ausüben, also ausgeschaltet sind, um auch hier das Auftreten von Stoßen zu verhindern. Schließlich wird man eine Geschwindigkeitsänderung des Adhäsionsmotors durch Regeln während des Zahnstangenantriebes nicht vornehmen, da hierbei im allgemeinen Stöße nicht zy vermeiden sind. All dies wird nun durch die neue Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht. Um zunächst beim gleichzeitigen Zahnstangen- und·Adhäsionsbetrieb Stöße auf das Zahngetriebe auszuschließen, falls die Geschwindigkeit des Adhäsionsmotors gesteigert werden soll, führt man zweckmäßig den Kontakt 20 des Fahrschalters etwas kürzer aus, als die eigentlichen

So Regelkontakte 15, 16 des Adhäsionsmotors. Es wird hierdurch erreicht, daß auf einer bestimmten " Regelstufe der Adhäsionsmotoren die Zahnradmotoren und der Zahnstangenantrieb durch öffnen des Hauptsteuerstromkreises (Zuleitung 45) ausgeschaltet werden.

Um das Einschalten des Zahnstangenantriebes nur dann zu ermöglichen, wenn das ■ Fahrzeug bereits durch den Adhäsionsantrieb in Gang gebracht ist, dient die folgende Einrichtung: Wie schon erwähnt, ist bei ausgehobenem Zahnrade der Steuerstromkreis 2, 37 über die Kontakte 36, 7 des Ausrück-' gestänges 11 geschlossen. Wird also der Steuerschalter 22 betätigt, so wird, nachdem die Einrückvorrichtung des Zahnrades durch Betätigung des Relais 5 und des Ventils 6 in Gang gesetzt wurde, der Adhäsionsmotor eingeschaltet. Der Adhäsionsmotor darf jedoch beim eigentlichen Einsenken des Zahnrades nicht eingeschaltet bleiben, da sonst Stöße auf das Zahngetriebe nicht zu vermeiden sind. Demgemäß öffnet sich der Kontakt 36, 7 beim weiteren Senken des Zahnrades wieder, so daß der Adhäsionsmotor bei 37 ausgeschaltet wird. Sobald nun das Zahnrad völlig in die Zahnstange eingesenkt ist, berührt der Kontakt 7 den Kontakt , 38. Hierdurch wird von dem unter Spannung stehenden Steuerstromkreis aus (hinter der oberen Brücke des Relais 32) über Leitung 8 go das Relais 39 unter Spannung gesetzt, und dieses schließt beide. Steuerleitungen 40, 41 sowohl wieder für den Adhäsionsmotor A als auch für den Zahnradmotor Z.

Durch diese Einrichtung ist also ein stoßfreier Übergang vom Adhäsionsbetrieb zum gemischten Betrieb möglich, gleichgültig, ob dieser gemischte Betrieb auf freier Strecke stattfinden soll, zum Beispiel bei Steigung, oder ob es sich darum handelt, das Ausfahren aus einer Station zu beschleunigen.

Beim Senken des Zahnrades 35 in die Zahnstange 13 kann nun noch der Fall eintreten, daß Zahnkopf auf Zahnkopf stößt und das Zahnrad auf der Zahnstange zunächst abläuft, ohne daß die Zähne ineinandergreifen.. Plötzlich fällt dann nach einiger Zeit das Zahnrad völlig ein, und zwar mit einem heftigen Stoße. Um auch dies *zu vermeiden, erhält der Zahnradmotor beim Senken des Zahnrades, also beim Übergang des Kontaktes 7 vom Kontakt 36 zum Kontakt 38, kurzzeitig eine kleine Spannung,-.die eine.geringe Verdrehung des Zahnrades ermöglicht. Berührt nämlich der Kontakt 7 den Kontakt 42, so erhält das Relais 43 über Leitung 8 Spannung, und seine Kontakte schließen den Stromkreis des Zahnradmotor. Durch einen Vorschaltwiderstand 44 oder Anzapfungen des Haupttransformators oder in sonst geeigneter Weise wird die dem Zahnradmotor zugeführte Spannung so weit vermindert, daß

sie gerade genügt, den Motor langsam so lange zu drehen, bis die Zähne ineinander-. greifen und das Zahnrad weiter gesenkt werden kann. Hierauf wird die Hilfsspannung ' 5 durch Trennung der Kontakte 7-, 42 selbsttätig abgeschaltet. Das Relais 43 wird zweckmäßig mit einer Verzögerung versehen, so daß es schneller aus- als eingeschaltet, damit der Zahnradmotor während des eigentlichen Einsenkens der Zähne sicher ausgeschaltet ist.

Ist nun· beim gemischten Betriebe die Geschwindigkeit soweit gestiegen, daß der Zahnradantrieb nicht weiter erforderlich ist, so kann er ausgeschaltet werden, und' zwar geschieht dies zweckmäßig mit Hilfe eines Zeritrifugalreglers 23 inr Steuerstromkreis, der diesen unterbricht. Die Relais 5 und 39 werden dann stromlos. Aus- dem Senkzylinder 26 kann die Druckluft entweichen, der Aushebezylinder 25 wird das Zahnrad ausheben. Sobald dies der Fall ist, wird durch die Haltevorrichtung 30, die aus Anschlag und Feder besteht, und durch das Entweichen der Druckluft ausgelöst wird, das Zahnrad in der Offenlage gesperrt, so daß ein unbeabsichtigtes'Einsenken nicht erfolgen kann. Das Relais 39 unterbricht die Steuerung des Adhäsionsmotors A uiid des Zahnradmotors Z. Ersterer wird aber in der·Ausrücklage" des Zahnrades 35 über 7, 36, 37 wieder eingeschaltet. ■ ^: .

Zweckmäßig wird auch das Relais 23 mit deiner Zeitauslösung versehen.

Ein Ein- und Ausschalten des Zahnradmotqrs muß nun in Abhängigkeit von der Zahnstangenstrecke vorgenommen ; werden, und zwar soll das Zahnrad erst dann gesenkt werden, wenn die Zahnstangenstrecke bereits erreicht ist. Man vermeidet hierdurch das plötzliche Auf treffen des Zahnrades auf die Zahnstange, das zu heftigen Stoßen führen kann. Andererseits ist es zweckmäßig, das Zahnrad bereits aus der Zahnstange hefauszuheben, bevor das Ende der Zahnstangenstrecke erreicht ist, da sich sonst der Zahnradmotor, der meist als Serienmotor ausgeführt ist, bei Leerlauf sehr schnell beschleunigen würde.

. Beides wird dadurch erreicht, daß in den Steuerstrornkreis eine Kontaktvorrichtung 24 eingebaut iät, die in Abhängigkeit von der Zahnstangenstrecke betätigt wird. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise durch eine besondere Schleifschiene erzielt werden, auf der die Kontakte der Sicherheitskontaktvor-" richtung 24 schleifen. Oder diese Vorrichtung kann auch durch einen Elektromagneten geschlossen werden, dessen Kräftflüß durch eine der vorhandenen Schienen oder eine Hilfsschiene geschlossen wird. Schließlich kann auch" die Stromzuführungsschiene in verschiedener Höhe auf der Adhäsronsstrecke und'der Zahnstangenstrecke ausgeführt und so die verschiedene Höhenlage der Stromabnahmevorrichtung zur ^; Betätigung: der Sicherheitsvorrichtung· 24 herangezogen werden. Die Kontaktvorrichtung 24 muß demgemäß auf einer Länge wirksam sein,- die kürzer ist als die Zahnstangenstrecke.

Man könnte nun daran denken, sich auf die Ausschaltung des Zahnradmotors am Ende der Zahnstange zu beschränken, ohne' das Zahnrad auszuheben. Dies ist jedoch bedenklich, da das Zahnrad leicht gegen Gegenstände stoßen kann, die sich zufällig zwischen den Schienen befinden, oder auf die nächste Zahnstrecke aufläuft, falls eine solche in kürzerer Entfernung auf die- erste Zahnradstrecke folgt. ·.. Dieses Ausheben des Zahnrades erfolgt nun selbsttätig, sobald der Steuerstromkreis durch die· Sicherungsvorrichtung 24 unterbrochen wird, und zwar in derselben Weise, ■ wie oben bezüglich des Schalters'23 beschrieben wurde. ·

Bei Strecken, bei¹ denen auf eine Zahn- -Stangenstrecke in kürzerem Abstand, ^. eine weitere Zahnstangenstrecke folgt) könnte der Fäll eintreten, daß der Zahnradmotor infolge seiner Schwungmasse beim Erreichen der nächsten Zahnstangenstrecke, noch von der letzten Zahnstangenstrecke her eine gewisse Geschwindigkeit hat, so daß beim Einsenken des Zahnrades in die Zahnstange ein Stoß auftreten kann. Um auch dies zu vermeiden, kann beim Ausheben des Zahnrades eine mechanische oder elektrische Bremse 34 betätigt werden,- die den Zahnradmotor- schnell stillsetzt. ■

Bei 27 ist noch eine weitere Sicherheitsvorrichtung angedeutet, die ebenfalls dazu dienen soll, das Auftreten von Stoßen im Zahngetriebe zu beseitigen. Versagt nämlich aus irgendwelchem Grunde die Druckluftleitung, so kann der Druckzylinder 25 das gesenkte Zahnrad nicht mehr ausheben, und es kann selbst beschädigt werden oder zu Beschädigungen des Fahrzeuges führen. Um dies zu vermeiden, ist in die Druckluftleitung ein Hilfszylinder 27 eingeschaltet, der eine in der Hauptsteuerleitung liegende Kontaktvorrichtung geschlossen hält, solange" Druckluft auf ihn wirkt. Fällt der Druck der Druckluftleitung, so öffnet sich dieser, Kontakt und schließt andererseits eine Kontaktvorrichtung, durch die nunmehr die Spannungsspule des Relais 28 Spannung erhält. Durch dieses Relais werden auf nicht dargestellte Weise die Bremsvorrichtungen des Fahrzeuges in Tätigkeit gesetzt. War das Zahnrad angehoben, so wird seine Lage durch die erwähnte Haltevorrichtung 30 gesichert,

die ein Einrücken des. Zahnrades bei- fehlendem-Luftdruck nicht gestattet. ■ ■·...-":■·

Anstatt durch Druckluft, die das zweck- -.mäßigste Kraftmittel für derartige Anordnurigen, darstellt,' kann man die-': Verstellung des 'Zahnrades ;■ auch auf elektrischem : oder magnetischem·. Wege vornehmen. Die erforderlichen: Sicherheitseinrichtungen ■ werden dann entsprechend abgeändert und wiederum ίο in der beschriebenen Weise vom Steuerströmkreis aus entsprechend den jeweiligen Betriebsoder. Streckenverhältnissen betätigt.

Claims (8)

1. ^: Patent-Ansprüche: ■
2. ,1.. Anordnung -zum gemischten Zahnrad- . und !Adhäsi.onsbetrieb -von elektrischen Lokomotiven,.· dadurch gekennzeichnet, daß :die Betätigungsvorrichtungen für 2ü . .die. Ein- . und -. Ausrückvorrichtung ■ der . Zahnräder': und den; Antrieb, der Motoren an einen, gemeinsamen..Steuerstromkreis, in .dem;voll· den. jeweiligen iBetfiebs- und • Streckenzuständen : abhängige ,-Schaltein-,.richtungen liegen,: ,.angeschlossen und gegenseitig derart .verriegelt sind,:" daß bei Änderung eines, Betriebs- ,oder : Strecken-■zustandes Stöße, auf das· Zahnradgetriebe .. vermieden werden. . .. _;, , 2. Anordnung, nach Anspruch 1, da-.durch .gekennzeichnet,, daß im Haupt- _:steuerstromkreis:.(9,, 32, 3, 4. und 8) ein _; Zahnstangenstreckenschalter _: (24) _; liegt, ... .eier das.Einrücken der Zahnräder (35 mitr _; tels 5) und das-Einschalten,der Zahnrad-.;■motoren. (Z,mittels 39),_;nur auf .der Zahn¹ ,, stangenstrecke ,gestattet, außerhalb dieser aber das selbsttätige Ausrücken der Zahnräder, (mittels 5, 25). und Abschalten, der Zahnradmotoren (nfittels 39) veranlaßt. 3; Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,-dadurch gekennzeichnet, daß im liauptsteuerstromkreis ein Zentrifugalschalter (23) ,zur Ausschaltung (mittels 39) der· Zahnradmptoren (Z) bei bestimmter Ge-
3. ■ schwindigkeit angeordnet ist: .
4. 4. Anordnung nach Anspruch! oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromkreise der. Adhäsions-. motoren-und der Zahnradmotoren derart über das Gestänge (11). des Zahnrades (35) geführt sind, daß sie während dessen ·■ Senkens unterbrochen werden. ,. ■ .; ■
5. 5^J'' Anordnung nach Anspruch. 4, da-■ durch.,gekennzeichnet,: daß der Steuersiromkreis': ider Adhäsionsmotoren^: (^) über die .· Aushebestellung, (bei 36) und über .die·: Einsenkstellung (bei- 38) des Zahnrades (35), der der Zahnradmoto-. ren '(Z). ,nur. über· die letztere; (bei. 38) '60 geführt α st. :■ ■. ; . ■ ■ '

   ■ .
6. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, . dadurch gekennzeichnet, daß beim Ein-" senken des Zahnrades in die Zahnstange-

   ■ dem Zahnradmotor kurzzeitig Spannung zugeführt wird (mittels. 7, 42,43)'.
7. 7.. Anordnung: nach Anspruch 1 oder^: -folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (35)-- in der Ausrückläge -durch ein besonderes Kraftmittel erhalten ,. \vird, zum Beispiel durch Druckluft- in' einem Aushebezylinder (25-)-,.- dem zum ...Senken _: des Zahnrades ein., ;Senkzylinder (26) von größerem Durchmesser ent-,. gegenwirkt. .,·.., ...
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, da,-·, durch gekennzeichnet, claß bei Versagen ..des Kraftmittels der 'HauptsteuerstromT., ■kreis auf eine. Bremsvorrichtung. . geschähet, wird (mittels 27, 28). . '■ .....

   :. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.