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Elektropneumatische Fernsteuerung elektrischer Motoren, insbesondere
Bahnmotoren. Das Hauptpatent 423 96o hat zum Gegenstand eine elektropneumatische
Steuerungseinrichtung elektrischer Motoren, insbesondere Bahnmotoren. Die zu lösende
Aufgabe bestand darin, die Zahl der Steuerungsstromkreise auf einen einzelnen zu
vermindern. Bei der Fortsetzung der Untersuchungen hat sich gezeigt, daß die in
dem Hauptpatent angegebene Lösung der Aufgabe nicht die einzig mögliche ist, so
daß die vorliegende zusätzliche Erfindung den Zweck hat, diese weitere Ausführungsform
zu beschreiben, die gestattet, die Fahrschaltwalze unmittelbar von einer gegebenen
Lage in eine Zwischenlage zwischen der letzteren und der Ruhelage zu bringen, ohne
daß man vorher die Fahrschaltwalze in ihre Ruhelage zurückzubringen gezwungen ist.
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Die im Hauptpatent beschriebene Vorrichtung enthält einen Führerschalter,
der Stromänderungen in einem elektrischen Stromkreis bewirkt, welcher ein Empfangsorgan
enthält, das für diese Stromänderungen empfindlich ist, so daß entsprechend der
Stellung des Hauptsteuerungsschalters ein angesteuerter Schalter eingestellt wird,
dessen Lage diejenige der Fahrschaltwalze, welche den Stromkreis der elektrischen
Motore steuert, bestimmt.
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In dem Hauptpatent ist der Führerschalter so ausgebildet, daß er Spannungsänderungen
in dem Steuerungsstromkreis bewirkt, gemäß vorliegender Erfindung kann man dagegen
den Führerschalter auch so ausbilden, daß er in dem Steuerungsstromkreis Stärkeänderungenbewirkt,
während die Spannung konstant bleibt oder auch aufeinanderfolgende Stromunterbrechungen
bewirkt, welche von längerer oder kürzerer Dauer sein können. In dem Fall, wenn
der Steuerungsstromkreis durch einen Wechselstrom gespeist wird, kann der Führerschalter
so ausgebildet sein, daß er Frequenzwechsel bewirkt. Bei einer Ausführungsform bewirkt
der Führerschalter in gewissen Fällen Stromstärkeänderungen und in anderen Fällen
Unterbrechungen des Steuerungsstromkreises.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die zusätzliche Erfindung beispielsweise.
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Abb. i zeigt schematisch eine Ausführungsform des Schaltungsschemas
nach dem Hauptpatent.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II nach der Abb. i.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III nach der Abb. i.
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Abb. q. ist ein Schema einer weiteren Ausführungsform.
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Abb. 5 zeigt die Einzelheit des angesteuerten Schalters bei dieser
zweiten Ausführungsform. Mit Bezug auf Abb. i bis 3 besteht das Wesen der Erfindung
darin, daß die Fahrschaltwalze 5o auf der Welle BJB lose sitzt, auf welcher Welle
das Zahnrad 70 sitzt, und daß die Fahrschaltwalze mit dieser Welle durch
ein Kuppelungssystem
gekuppelt und entkuppelt werden kann, das
durch den Elektromagneten 130 gesteuert wird. Die Erregung des Magneten bewirkt
die Entkuppelung, um die Rückkehrbewegung der Fahrschaltwalze 50 unter der
Wirkung der Feder 88 zu ermöglichen.
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Die Kuppelungseinrichtung ist in folgender Weise ausgebildet: Der
Elelt-tromagnet 130
bildet ein Stück mit der Platte 132, die auf der Welle
B -B aufgekeilt ist. Die Speisung des Elektromagneten erfolgt durch zwei Ringe 133,
134, auf welchen die Kontakte 135, 136 schleifen, deren einer 135 geerdet und der
andere 136 mit der Leitung 137 verbunden ist, die durch den Schalter 131 mit der
Leitung 29 geschaltet ist. Bei der Erregung zieht der Magnet 13o den Anker 138 an,
welcher normal eine Verriegelung zwischen der Platte 132 und der Platte 133, die
mit der Fahrschaltwalze 50 ein Stück ist, bildet. Die Erregung vom Relais
13o beseitigt die Verriegelung, und die Stromunterbrechung stellt sie wieder her,
wie nachträglich erklärt, indem die Feder 139 gegen einen Anschlag 14o der Platte
132 anschlägt.
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Wie in dem Hauptpatent erklärt wurde, kann der Elektromagnet 3o nicht
eher das Ventil 6o öffnen, als bis die Stromstärke des Elektromagneten genügend
groß ist. Wird die Stromstärke unter einen bestimmten Grenzwert vermindert, so schließt
sich das Ventil 6o unter der Wirkung der Rücksteuerung. Andererseits öffnet sich
der Kontakt 131 unter der Wirkung des Magneten 30, sobald die Stromstärke einen
anderen Grenzwert erreicht, welcher aber geringer als der vorherige ist. Befindet
sich somit die Fahrschaltwalze 50 in einer solchen Lage, die derjenigen des
Führerschalters 12 entspricht, so ist das Ventil 6o nicht geöffnet, während der
Kontakt 131 offen ist. Wird der Führerschalter 12 um einen Schritt nach vorwärts
zwecks Vergrößerung der Spannung verstellt, so öffnet sich das Ventil 6o, während
131 offen bleibt. Wenn dagegen der Führerschalter um einen Schritt nach rückwärts
geführt wird, um die Spannung zu vermindern, so bleibt das eine Ventil 6o geschlossen,
während Kontakt 131 sich schließt. Solange somit der Führerschalter 12 nach vorwärts
vorbewegt oder in Ruhe gelassen wird, bleibt die Wirkungsweise derjenigen im Hauptpatent
gleich, indem Kontakt 131 offen bleibt, wodurch die Fahrschaltwalze 50 gekuppelt
wird. Abweichend davon ist die 'Wirkungsweise, wenn der Führerschalter 12 nach rückwärts
bewegt wird.
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Es wird angenommen z. B., daß der Führerschalter 12 von der Lage 6
in die Lage 3 gebracht wurde. Die Spannung in dem Hauptsteuerdraht 14 wird dadurch
vermindert und die Erregung vom Relais 30 wird ungenügend, um den Kontakt 131 offen
zu halten. Der Elektromagnet 130 wird erregt und die Verriegelung zwischen den Kupplungsgliedern
132 und 133 wird aufgehoben. Zu diesem Zeitpunkt bringt die mit der Fahrschaltwalze
50 verbundene Spiralfeder 88 diese nach rückwärts, bis die Schleifbürste
33a den Widerstand 53 (Lage 3) in den Stromkreis schaltet. Dieser Widerstand entspricht
der Spannung, die durch die Stellung des Führerschalters 12 bestimmt ist, derart,
daß der Magnet 30 sich teilweise erregt und durch den Kontakt 131 den Stromkreis
des Relais 13o _ öffnet, welch letzteres, da es nicht mehr erregt ist, die Wiederherstellung
der Verriegelung 138 und die Kuppelung der Fahrschaltwalze 5o mit der Welle B-B
gestattet.
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Um zu vermeiden, daß die Motoren von zu starken Strömen durchflössen
werden, enthält der Stromkreis 25, Erde (Abb. 1) einen Kontakt 28 oder mehrere in
Reihe geschaltete Kontakte, welche durch den Elektromagneten 73 geschlossen werden,
dessen Wicklung in den zu schützenden Stromkreis eingeschaltet ist. Wenn am Schluß
einer Teildrehung der Fahrschaltwalze 5o in dem Motorstromkreis eine übermäßige
Stromstärke auftritt, wird der Kontakt 28 gehoben, und der Stromkreis 25, Erde wird
durch den Kontakt 28 geöffnet. Da der Magnet 3o nicht mehr erregt ist, so ist das
Ventil 6o nicht mehr wirksam, und die Fahrschaltwalze 5o dreht sich nicht. Sobald
die Stromstärke im Motorstromkreis normal geworden ist, schließt sich der Kontakt
28. Das Relais 30 und der hierdurch beeinflußte Hahn 6o werden wirksam und
die Fahrschaltwalze 5o beginnt ihre Teildrehungen weiter auszuführen. Die Aufgabe
des Elektromagneten ist, die Wirksamkeit der Fahrschaltwalze zu mäßigen. Hierdurch
wird jedoch die Anordnung von den gebräuchlichen Schutzrelais in dem Motorstromkreis
nicht überflüssig.
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Hört man auf, auf das Ventil 15 zu drücken, so kommt die Fahrschaltwalze
50 in die Ruhelage, und der Elektromagnet 13o wird erregt, um die Entriegelung
in folgender Weise zu bewirken Der den Elektromagneten 73 speisende Motorstromkreis
enthält einen Kontakt 75, welcher durch den Elektromagneten 74 gesteuert wird. Dieser
letztere steuert ferner einen Kontakt 76, welcher die Wicklung des Elektromagneten
130 mit den Motorklemmen verbindet. Drückt man dagegen auf den Druckknopf 15, so
befindet sich der Draht 14 unter Spannung der Elektromagnet 74 wird erregt, der
Kontakt 76 ist offen, der Kontakt 75 ist geschlossen, und die Wicklung 130 wird
durch den Stromkreis nicht erregt. Hört man auf, auf den Druckknopf 15 zu drücken,
so befindet sich der Draht 14 nicht mehr unter Spannung, der Magnet 74 wird nicht
mehr erregt, der. Kontakt 75 ist offen, die Wicklung 130 ist durch 76 erregt, und
der Magnet 130
entriegelt die Platte 133, wodurch es der Fahrschaltwalze
5o
ermöglicht ist, zurückzugehen, und zwar bis zur Ruhelage unter der Wirkung der Rückzugfeder
88. Es ist zu bemerken, daß es möglich ist, den Magneten 13o auf eine auf die Vorgelegewelle
68 aufgesetzte Kuppelung derart einwirken zu lassen, daß in diesem Fall das Relais
130 ortsfest anstatt beweglich sein kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform nach Abb. 4 und 5 ist der Führerschalter
derart ausgebildet, daß er in einigen Fällen Stärkeänderungen in dem Steuerstromkreis
und in anderen Fällen Stromunterbrechungen desselben bewirkt.
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In diesem Beispiel (Abb. 4) wird der Führerschalter, wie vorher, mittels
einer Handkurbel 13 betätigt, welche den Druckknopf 15 enthält, der beim Drücken
die Kontakte 16 schließt. Auf der Welle 141 des Führerschalters sind ein Zeiger
142, eine Schaltscheibe 143 und ein Klinkenrad 144 angeordnet. Eine zweite Schaltscheibe
145 ist lose auf der Welle 141 aufgesetzt, trägt jedoch eine Klinke 146, welche
dem Klinkenrad 144 gestattet, die Schaltscheibe 145 mitzunehmen, sobald die Welle
141 sich im Sinne des Pfeiles 147 bewegt. Die beiden Schaltscheiben 143 und 145
enthalten am Umfang durch Isoliermittel getrennte Zähne. Die Scheibe 143 ist auf
der Welle 141 befestigt derart, daß in der Ruhelage der Handkurbel 13 sowie in allen
endgültigen Arbeitslagen die Kontakte 148, 149 elektrisch isoliert sind, während
die elektrische Verbindung wiederhergestellt wird während des Durchgangs der Kurbel
13 von der einen ihrer Lagen in die nächstliegende. Die Scheibe 145 ist dagegen
so ausgebildet, daß die Kontakte 150, 151 für sämtliche endgültigen Lagen des Handgriffs
142 elektrisch verbunden werden, während diese elektrische Verbindung während der
Drehung der Scheibe 145 unterbrochen wird. Der Steuerdraht 14 enthält in Reihe geschaltet
einen Widerstand 152, wobei die Kontakte 148, 149 so angeordnet sind, daß sie diesen
Widerstand im Nebenschluß schalten, während die Scheibe 143 sie elektrisch verbindet.
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Ein langsam herabfallendes Relais 154, ferner ein anderes Relais 74
und ein drittes Relais 155 sind in Reihe oder in Nebenschluß auf den Steuerstromkreis
geschaltet. Das langsam schließende Relais 154 betätigt den Kontakt 156, während
das Relais 74 die Kontakte 157 und 1,98 steuert.
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Wenn der Wagenführer zur Fahrt anlassen will, drückt er auf den Knopf
15 der Kurbel 13, wodurch der Steuerstromkreis wie folgt geschlossen wird: Leitung
2 - Rolle i - Kontakt 16 - Kontakte 150, 151 verbunden mittels der Scheibe 145 -
Widerstand 152 - Steuerdraht 14 - Relais 154 - 74 und 155 - und Erde. Das Relais
154 wird erregt und schließt den Kontakt 156. Das Relais 74 erregt -sich ebenfalls
und öffnet die Kontakte 157, 158, während das Relais 155 so ausgebildet ist, daß
es nicht in Reihe mit dem Widerstand 152 erregt wird. Der Wagenführer führt den
Zeiger 142 zum Beispiel in die Lage 3 durch Betätigung der Kurbel 13. Die Scheibe
145 wird dabei nicht betätigt, da die Drehung im umgekehrten Sinne zum Pfeile 147
erfolgt. Dagegen dreht sich die Scheibe 143 und verbindet in ihrer Drehung dreimal
die Kontakte 148 und 149. Der Widerstand 152 wird so dreimal kurzgeschlossen, derart,
daß der Elektromagnet 155 dreimal aufeinanderfolgend erregt und entspannt wird.
Durch seine Erregung zieht der Elektromagnet 155 seinen Anker 159 (Abb. 5) an, der
im Drehpunkt 16o angelenkt ist. Der Arm i6i des Ankers dreht sich im Gegensatz zu
der Gegendruckfeder z62, wobei eine elastische Lamelle 163 an dem Endteil des Armes
i6i, die seitlich auf den Anschlag 164 abgestützt ist, zur Wirkung auf das Klinkenrad
165 kommt, und den beweglichen Arm 166 eines Drehschalters in Bewegung setzt. Sobald
der Elektromagnet 155 entspannt ist, bringt die Feder 162 den Anker 159 in seine
Ursprungslage, wobei die Rückkehr nach rückwärts des Drehschalters 166, der unter
der Wirkung einer nicht dargestellten Gegendruckfeder steht, durch die Klinke 167
verhindert wird, die bei 168 angelenkt und unter der Wirkung der Feder 169 steht.
Nach drei aufeinanderfolgenden Erregungen und Entspannungen ist somit der Dreharm
166 um drei Schritte vorgerückt worden. Dieser Arm ist geerdet und verbindet somit
im Laufe seiner Drehung die Erde mit den aufeinanderfolgenden ortsfesten Kontakten
des Schalters und hält diese Verbindung aufrecht, zu welchem Zweck der Arm 166 durch
einen kreisförmigen Kontaktstreifen abgeschlossen ist.
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Die Kontakte i, 2 und 3 des Schalters 166 befinden sich somit in geerdeter
Lage, sind aber andererseits durch Drähte i7o, 171, 172 mit den Kontakten
o, i, 2 eines Schalters 173 verbunden, dessen Kontaktarm mit der Fahrschaltwalze
5o ein Ganzes bildet. Dieser Kontaktarm ist mit der Netzleitung durch folgenden
Stromkreis verbunden: Elektromagnet 3o - Kontakt 174 des Magneten 73 - Netzleitung.
Infolgedessen wird, sobald der Arm 166 einen Schritt vorgerückt ist, der Stromkreis
des Elektromagneten 30 geschlossen, welch letzterer, wie vorher, dem Druckluftmotor
Preßluft zuführt, so daß derselbe in Wirksamkeit und die Fahrschaltwalze 5o in Drehung
kommt, so daß ebenfalls der Schalter 173 gedreht wird, bis dieser letztere an einen
Kontakt kommt, der nicht geerdet ist. Der letzte Kontakt 173, an welchem die Erde
durch den Schalter 166 angeschlossen wird, ist der Kontakt 2. Sobald der Arm 173
auf dem Kontakt 3 ankommt, wird der Stromkreis des Elektromagneten 30 unterbrochen,
und der Motor hört auf zu wirken, wodurch
die Fahrschaltwalze
50 in die Ruhelage kommt. Wenn die Stromstärke im Motorkreis zu einem gegebenen
Zeitpunkt zu groß wird, so zieht der Elektromagnet 73 seine Kontakte 174, 175 an.
Bei 174 wird der Stromkreis des Elektromagneten 30 unterbrochen derart, daß
die Fahrschaltwalze 50 mit der Drehung aufhört. Bei Kontakt 175 dagegen
ist der Stromkreis des Elektromagneten 130 (Elektromagnet der Entkuppelung)
geschlossen, derart, daß die Fahrschaltwalze entkuppelt wird und sich unter der
Wirkung der Gegenfeder nach rückwärts dreht. Sobald die Stromstärke im Elektromagneten
73 sinkt, fällt der Anker 175 ab und der Stromkreis von 130 wird geöffnet, so daß
die Fahrschaltwalze 50 von neuem gekuppelt wird. Durch Kontakt 174 wird der
Stromkreis des Elektromagneten von neuem geschlossen, und die Drehung des Wählers
beginnt von neuem, und zwar von der Ruhelage des letzteren an bis zur endgültigen
Lage, da der Schalter 166 in seiner Lage verblieben ist.
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Wenn nunmehr der Wagenführer den Handgriff 73 auf der Lage 3 z. B.
in die Lage i bringt, so läßt er diesen Handgriff im Sinne des Pfeiles 147 drehen.
Bei dieser Bewegung wird die Scheibe 145 mitgenommen und unterbricht während der
Drehung zweimal den Steuerstromkreis zwischen 150 und 151. Das Relais 154, welches
nacheilt, fällt nicht während dieser kurzen Stromunterbrechungen, während das Relais
74 zurückfällt. Folgende Stromkreise werden somit geschlossen erstens der Stromkreis
des Elektromagneten 176 durch: Netzleitungskontakt 156 - Kontakt 158 - Spule
176 - und Erde. Zweitens der Stromkreis des Elektromagneten =3o durch: Netzleitungskontakt
156 - Kontakt 157 -Spule 130 - und Erde. Der Elektromagnet 176 zieht seinen Anker
167 an und gibt ihn gleich darauf frei, da der Stromkreis dieses Elektromagneten
sich von neuem bei 158 durch die Erregung des Elektromagneten 74 öffnet.
Während der kurzen Erhebung des Ankers 176 (Abb. 5) ist der Drehschalter 166, für
welchen der Anker 167 die Rolle einer Klinke spielt, um einen Schritt nach rückwärts
unter der Wirkung seiner Feder zurückgegangen. In gleicher Weise gestattet der Elektromagnet
i3o bei seiner kurzen Erregung den Rückgang um einen Schritt des Wählers infolge
der bewirkten Entkuppelung. Bei jeder Unterbrechung des Steuerstromkreises kommen
somit der Drehschalter 166 und die Fahrschaltwalze 50 um einen Schritt zurück,
infolgedessen folgen beide allen Bewegungen der Handkurbel 13 nach.
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Wenn es vorkommen sollte, daß der Elektromagnet 13o die Fahrschaltwalze
in eine Lage zurückbringt, die hinter derjenigen des Drehschalters 166 zurückbleibt,
so wird der Arm 173 den Erdanschluß auf dem Kontakt, welchen er gerade berührt,
finden, so daß der Wähler von neuem einen Schritt nach vorwärts oder auch mehrere
Schritte machen kann, um die entsprechende Lage einzunehmen. Wenn der Wagenführer
infolge zeitweiliger Schwäche den Druckknopf aufgibt, so wird der Steuerstromkreis
geöffnet und das Relais 154 fällt nicht gleich darauf ab, dagegen fällt das Relais
74 ab. Die Stromkreise der Magnete 130 und 176 werden dabei wie früher geschlossen,
bleiben aber geschlossen, bis das Relais 154 gesunken ist. Diese Zeit ist genügend
groß, um die Rückkehrbewegung in die Ruhelage der Fahrschaltwalze 50 und des Drehschalters
166 zu gestatten. Sobald das Relais 154 gesunken ist, öffnet es den Kontakt 156
und dadurch die Stromkreise der Elektromagneten 176, =3o derart, daß, um das Ingangsetzen
zu bewirken, es genügt, die Kurbel 13 in die Ruhelage zu bringen und die beschriebenen
Handgriffe zu wiederholen. Das langsam abfallende Relais 154 hat lediglich den Zweck,
den dauernden Durchgang des Stromes in die Elektromagnete 130 und 1,76 in
der Ruhelage zu verhindern. Es ist ersichtlich, daß dieses Relais erforderlichenfalls
ohne Nachteil fortgelassen werden kann.