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Schaltungsanordnung für Steuerungseinrichtungen. Die in der Patentschrift
344392 beschriebene Steuerungseinrichtung ist dort mit einer nur geringcn Zahl,
nämlich fünf Steuerstellungen, dargestellt. Dafür waren sechs Steuerleitungen notwendig.
Soll die Zahl der Stellungen erhöht werden, so muß die Steuerleitungszahl mit der
Stellungszahl erhöht werden, so daß die Steuerleitungszahl stets um eins größer
als die Stellungszahl ist. Für große Lokomotiven wird nun eine beträchtlich hohe
Zahl von Steuerstellungen verlangt, z. B. z9. Dann sind 2o Steuerleitungen für die
Einstellung der einzelnen Steuerstellungen erforderlich. Da nun außerdem noch die
zusätzlichen Steuerleitungen für Vorwärts, Rückwärts. usw., nämlich v,
r, - e, er, a,, im ganzen also mindestens noch sechs Leitungen unabhängig
von der Steuerstellungszahl immer hinzukommen, so werden im letzten Beispiel ini
ganzen wenigstens 2ö Steuerlieitungen entstehen, wie dies die Abb. z ausführlich
zeigt.
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Für Zugsteuerungszwecke ist diese hohe Zahl der durch den Zug gehenden
Steuerleitungen sehr unbequem, da die Steuerstromkupplungen zu groß werden. Auch
werden die Führerschalter und die mit den ferngesteuerten Reglern gekuppelten Hilfswalzen
ziemlich groß und teuer. Die Erfindung gibt ein einfaches Verfahren an, die Zahl
der Steuerleitungen trotz hoher Stellungszahl einzuschränken.
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Nach der Erfindung werden die für die ersten Steuerstellungen benutzten
Steuerleitungen weiterhin in der Weise wiederholt verwendet, daß für jede Wiederbenutzung
je eine neue Steuerleitung angeordnet wird. Zur Unterscheidung der beiden Arten
von Steuerleitungen seien die wiederholt benutzten mit » Stufensteuerleitungen«,
die neuen mit »Umgehungssteuerleitungen« bezeichnet. Die Wirkungsweise der Steuerleitungen
ist folgende: Wird der Führerschalter von einer beliebigen Stellung in eine Stellung
gebracht, die in einem neuen Wiederbenutzungsbereich der Sttifensteuerleitungen
liegt, so übernehmen eine oder mehrere der Umgehungssteuerleitungen die vorläufige
allgemeine Einstellung der ferngesteuerten Regler bis in den der eingestellten Lage
des Führerschalters entsprechenden Wiederbenutzungsbereich der Stufensteuerleitungen.
Die genaue Stufeneinstellung erfolgt dann mit Hilfe der Stufensteuerleitungen, Während
also die Stufensteuerleitungen immer die Ferneinstellung bewirken, übernehmen die
Umgehungssteuerleitungen gegebenenfalls die der Ferneinstellung stets vorausgehende
Grobeinstellung. Wären die Umgehungssteuerleitungen nicht vorhanden, so würden die
ferngesteuerten Regler nur bis in die nächste Steuerstellung vorgeschoben werden,
in der die vom Führerschalter je nach seiner Stellung gespeisten S'tttfensteuerleitungen
stromlös geworden sind, und nicht weiter, weil die übrigen Stufensteuerleitungen
vorn
Führerschalter, nicht gespeist werden. Sämtliche Stufensteuerleitungen, also auch
die-vom Führerschalter- je nach seiner Stellung nicht gespeisten; -werden durch
eine Umgehungsschaltung mittels der. Umgehungsleitungen so lange wirkungslos gemacht,
als die ferngesteuerten Regler noch nicht ihre Grobeinstellung vollzogen haben.
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Abb. r -stellt die alte. Schaltungsweise nach Patent 344392 dar, und
zwar wie sie sich bei hoher Stufenzahl gestaltet. Es ist daraus ohne weiteres der
beträchtliche Aufwand an Kontakten, Leitungen usw. ersichtlich. Abb.2 stellt die.
neue sparsamere Schaltungsweise entsprechend der Erfindung dar bei derselben hohen
Stufenzahl. Während in Abb. i eine vollständige Zugsteuerungsschaltung für zwei
Wagen in bezug auf den Steuerstrom gezeichnet ist, enthalten die Abb. 2 und folgende
lediglich die Schaltteile nur eines Wagens, und zwar nur die, auf welche die neue
Schaltweise Einfluß hat. In der Abb. 2 bilden die im Führerschalter A an die Kontaktfinger
i bis 5 angeschlossenen Steuerleitungen die Stufensteuerleitungen, die an die Kontaktfinger
6 bis »g angeschlossenen die Umgehungsleitungen. Letztere werden nach der im Patent
34439z beschriebenen Weise durch den Führerschalter wahlweise, d. h. je nach der
Schalterdrehrichtung, unter Spannung gesetzt. Erstere werden zwar in ähnlicher Weise
unter Spannung gesetzt, jedoch geschieht dies bei Weiterdrehung der Walze infolge
der Wiederholung der zugehörigen Stufenkontaktsegmente wiederholt. Ferner sind in
der Abb. ?-
an der Hilfswalze B die Kontaktfinger i bis 5 an die Siufensteuerleitungen,
die Kontaktfinger 6 bis 9 an die Umgehungsleitungen angeschlossen. Dies ist auch
bei- ällen übrigen Hilfswalzen der sonst- noch im Zuge mitlaufenden Triebwagen der
Fall, sobald solche vorgesehen werden. Die Umgehungsleitungen werden nach der im
Patent 34.4.392 beschrie= benen Weise durch die Hilfswalze B bei ihrer Drehung stromlos
gemacht. Die Stufensteuerleitungen werden zwar in ähnlicher Weise durch die Hilfswalze
B - bei ihrer Drehung stromlos gemacht, jedoch geschieht das wiederholt, weil sie,
wie erwähnt,- durch den Führerschalter bei dessen Weiterstellung auch wiederholt
unter Spannung gesetzt werden.
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Die Stufensteuer- und Umgehungsleitungen wirken in Verbindung mit
den. zugehörigen Kontaktfingern und Kontaktbelägen des Fahrschalters und der Hilfswalzen
in folgender Weise - zusammen. Nachdem die Umschaltwalze C z. B. auf Vorwärts eingestellt
ist, wird- die Hauptwalze A von o auf Stellung i geschaltet, wobei sich die als
Schleppwalze ausgebildete Walze D -in die gezeichnete Lage stellt. Nün fließt der
Strom vom Finger -fder Walze D, Walzenbelag io, Finger i i, 12, Belag 13 der Walze
C, Finger 14, 15, Kontaktbelag 16 der -Walze A, Finger= des Führerschalters, Steuerleitung
i, Finger i der Hilfswalze B, Kontaktbelag 17, Finger. 18, Leitung i9 zur Einschaltventilspule.
Das Ventil wird in bekannter Weise betätigt und die Hilfswalze rückt bis in die
Stellung r, wo der zugehörige Finger i und damit das Ventil stromlos wird und die
Bewegung der Walze B zum Stillstand kommt. Diese Hilfswalze nimmt somit bis auf
weiteres die gewünschte Stellung i ein, und ebenso würden andere Hilfswalzen des
Zuges sich in gleicher Weise in die Stellung i einstellen, so daß alle ferngesteuerten
Regler im-Zuge in die Stellung i gebracht sind.
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Würde die Fahrkurbel von Stellung i gleich bis Stellung 3 gestellt
werden, so würden die Führerschalterfinger 2 und 3- vom Walzenbelag 16 mit Strom
gespeist werden. Somit auch die Steuerleitungen 2 und 3 und die Hilfswalzenfinger
2 und 3. Daher speist zunächst Hilfswalzenfinger-2 den Walzenbelag 17, Finger 18,
Leitung i9 und die Einschaltventilspule weiter, wodurch die Bewegung der Hilfswalze
wieder begonnen wird. Finger 2 gleitet von Belag 17 ab, dafür kommt Finger 3 damit
in Eingriff, so daß durch diesen die Einschaltventilspule weitergespeist wird, bis
auch er bei der fortgesetzten Bewegung der Hilfswalze abgleitet. Damit gelangt dieselbe
bis in die gewünschte Stellung 3.
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Würde die Fahrkurbel der Walze A rasch bis in die Stellung 17 gestellt,
so liegen zwar die Steuerleitungen i und 2 durch die entsprechenden Kontaktfinger-
und den Kontaktbelag 16 der 'Walze A an Spannung, sind aber stromlos; weil die entsprechenden
Kontaktfinger an der Hilfswalze B außer Eingriff sind. Würden nun die Umgehungsleitungen
6, 7, 8 nebst den zugehörigen Kontaktfingern und Kontaktbelägen der Walzen
A und B fehlen, so würde die Hilfswalze B iri Stellung 3 stehen bleiben.
Dennoch wird das Einschaltventil mit Strom gespeist und die Weiterbewegung der Hilfswalze
bewerkstelligt auf folgendem Wege. Der Strom fließt vom Finger + der Walze D, Walzenbelag
io, Finger 11, 12, Belag 13 der Walze C, Finger 14, 2o, Kontaktbelag 2i der
Walze A, Finger 6, 7, 8 des Führerschalters, Steuerleitungen 6, 7, 8 der Hilfswalze
B, Kontaktbelag 22; Finger 23, Leitung 19 zur Einschaltventilspule. Das Ventil wird
in bekannter Weise betätigt und die Hilfswalze in Bewegung gesetzt. Obgleich an
dieser der Kontaktfinger 6 abgleitet, wird die Weiterspeisung. der Ventilspule durch
den auflaufenden Kontaktfinger 7 und später durch den auflaufenden
Kontaktfinger
8 aufrechterhalten, bis die Hilfswalze in die Stellung 15 gelangt. Aber hier geht
die Bewegung noch weiter, weil jetzt die Stufensteuerleitungen i und 2, welche durch
den Kontaktbelag 16 der Walze A, Finger Z5 an Spannung liegen, durch die Hilfswalzenfinger
i und 2, Walzenbelag 17, Finger 18, Leitung i9 die Einschaltventilspule Weiterspeisen,
bis in Stellung 17 Finger i und 2 ausgeschaltet worden sind. Erst in dieser Stellung
17 wird die Ventilspule stromlos, die Hilfswalze kommt zum Stillstand und nimmt
bis auf weiteres die gewünschte Stellung 17 ein.
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Stellt man die Fahrkurbel von dieser Stellung 17 rasch bis in die
Stellung 6 zurück, so wird unmittelbar bei -Beginn der Rück-wärtsdrehung der Kurbel
,die Schleppwalze D schnell in die der gezeichneten Lage entgegengesetzte umgestellt.
Dann ist .der Stromverlauf: Finger -j- der Walze D, Walzenbelag 24, Finger 25, 26,
Belag 27 der Walze C, Finger 28, wo sich der Strom teilt, einerseits in den Zweig
bestehend aus Finger 29, Kontaktbelag 3o, der Walze A, Finger 5, 4, 3 des Führerschalters,
Steuerleitungen 5, 4, 3, Finger 5, 4 3 der Hilfswalze B, Kontaktbelag 17, Finger
18, Leitung i9, andererseits in den Zweig bestehend aus Finger 31, Kontaktbelag
3 2, der Walze A, Finger 9, 8 des Führerschalters, Steuerleitungen 9, 8,
Finger 9, 8 der Hilfswalze B, Kontaktbelag 22, Finger 23, Leitung i9, wo sich der
Strom mit dem des ersten Zweiges vereinigt und geht hier entsprechend der im Patent
344392 beschriebenen Weise in die Ausschaltventilspule. Das- Ventil bewirkt nun
die Rückwärtsdrehung der Hilfswalze B. Gelangt diese in die nächste Stellung 16,
so wird zwar der erste Stromzweig infolge des Abgleitens des Fingers 3 stromlos.
Jedoch hält der zweite Zweig die Speisung der Ausschaltventilspule aufrecht, weil
Finger 9 noch in Eingriff ist bis zur Stellung 14. Hier gleitet zwar Finger 9 ab,
dafür aber läuft Finger 8 auf und sorgt so für die Weiterbewegung der Hilfswalze
bis Stellung 9, woselbst er auch abgleitet. Aber hier geht die Bewegung noch weiter,
weil jetzt die Stufensteuer= leitengen 5; 4, 3 die Ausschaltventilspule Weiterspeisen,
bis sie in Stellung 6 nacheinander abgleitend stromlos werden und die Ventilspule
unterbrechen. Die Hilfswalze kommt somit in die gewünschte Stellung 6 und bleibt
hier bis auf weiteres stehen.
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Aus den letzten beiden Beispielen geht hervor, daß die Umgehungsleitungen
zuerst eine Grobeinstellung übernehmen und dabei die Stufensteuerleitungen zunächst
wirkungslos machen, bis erstere nach Vollzug der Grobeinstellung den letzteren die
Feineinstellung vollends überlassen. Die Ersparnis an. Leitungen ist-hierbei schon
wesentlich.- Während Abb. i für i9 -Stellungen 2o Leitungen für Einsfell-, zwecke
erfordert, schränkt. sich bei Abb. 2 für i9 Stellungen diese Leitungszahl auf 9
ein: Diese 9 Leitungen sind in 5 Stufensteuer-und 4 Umgehungsleitungen geteilt,
so daß sich die Stellungszahl aus dem Produkt beider. Leitungszahlen minus Eins
ergibt. Bei 8 Leittingeii, die in 4 Stufensteuer- und 4 Umgehungs= leitengen geteilt
würden, ergäben sich 15 Stellungen.
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Die Ersparnis an Leitungen gegenüber der Stellungszahl kann viel weiter
getrieben werden, wenn man die in Abb.2 dargestellten Umgehungsleitungen selbst
mehrfach wiederholt und dann zu ihrer :eigenen Umgehung in gewissen größeren Bewegungsbereichen
weitere Umgehungsleitungen höherer Ordnung anwendet. Die Abb. 3 zeigt ein solches
Beispiel. Der Führerschalter erhält hierbei 6 Kontaktbeläge auf der Hauptwalze,
die Hilfswalze deren 3. Bei dieser Unterteilung der Steuerleitungen ergibt-sich.die
Stellungszahl aus dem Produkt der 3 Leitungszahlen minus Eins, also gemäß dem gezeichneten
Beispiel 3 X 3 X3 - i = 26. Werden noch weitere höhere Ordnungen.von Umgehungsleitungen
ausgebildet, so ergibt sich natürlich eine außerordentliche Steigerung der Stellungszahl,
ohne da3 die Gesamtzahl der Leitungen allzusehr gesteigert zu werden- braucht.
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Die Umgehungsleitungen sind bei dem im Patent 34439z beschriebenen
Druckluftantrieb im großen und ganzen - mehr eine Sicherheitsmaßregel. Denn im allgemeinen
wird bei gesetzmäßigem Anlassen von Stellung zu Stellung,- sogar auch noch bei mäßig
schnellem Schalten an der Fahrkurbel der: Druckluftantrieb an der Hilfswalze in
der Regel unmittelbar folgen. Nur bei ganz schnellem Schalten der Fahrkurbel über
viele Stellungen hinweg werden die Umgehungsleitungen in Anspruch genommen, während
sonst nur die Stufensteuerleitungen allein zur Geltung kommen. Jedoch bei motorischen
Antrieben der Hilfswalzen, wobei nur eine schleichende mehr oder minder verlangsamte
Bewegung möglich ist, kann obige Erfindung in der Form zur Wirkung kommen, daß die
Umgehungsleitungen regelmäßig gebraucht werden.
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Die Führerschalterhauptwalze und die Hilfswalze lassen sich in der
Konstruktion noch dadurch vereinfachen, daß erstere nur zwei Kontaktbeläge, letztere
nur einen solchen erhält, gleichgültig wie weit man mit der Unterteilung der Steuerleitungen
in bezug auf die oben erwähnten Ordnungsgrade gehen mag. Denn in Abb.3 sind bei
der Führerschalterhauptwalze 33 die drei Kontaktfinger 34, 35, 36 untereinander
und ebenso die drei Kontaktfinger 37, 38, 39 für sich untereinander
kurzgeschlossen.
Daher ist die Vereinigung der ersten drei Finger in einen einzigen Finger 4a und
der letzteren drei in einen zweiten Finger 41 zulässig, wie in Abb. 4 an der Fahrschaiterhauptwalze
42 gezeigt. Außerdem können die zugehörigen Kontaktbeläge in Abb. 3, nämlich. 43,
44, 45 einerseits und 46, 47, 48 anderseits in die gemeinsamen Kontaktbeläge 4-9
bzw. 50 auf der Walze 42 in Abb. 4 vereinigt werden. Ebenso ist zulässig,
an der Hilfswalze 5 i der Abb. 3 die drei untereinander verbundenen Finger 52, 53,
54 in einen einzigen Finger 55 an der Hilfswalze 56 der Abb. .4 zu vereinigen, sowie
die drei Kontaktbeläge der Walze 5 i der Abb. 3 in einen einzigen Kontaktbelag der
Hilfswalze 56 der Abb. 4 zu verbinden.
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Die Stellhemmung kann in Verbindung mit der Erfindung sowohl mittels
Hilfsschützes als auch mittels Hilfswiderstände bewerkstelligt werden.