-
Elektrische Fernsteuerung, insbesondere für aus mehreren elektrischen
Triebfahrzeugen bestehende Eisenbahnzüge Die Erfindung bezieht sich auf eine mit
Gleichstrom arbeitende elektrische Fernsteuerung, insbesondere für aus mehreren
elektrischen Triebfahrzeugen bestehende Eisenbahnzüge.
-
Es sind Fernsteuerungen bekannt, die auf der Anwendung elektromechanischer
Unterbrecher beruhen, welche die verschiedenen Kontakte steuern. Der Nachteil dieser
Einrichtung besteht darin, daß sie in mechanischer Hinsicht wenig widerstandsfähig
und ihre Wirkungsweise daher unzuverlässig ist. Bei anderen bekannten Einrichtungen
finden kleine elektrische Motore Anwendung, die durch Stromstöße, welche vom Führerstand
ausgehen, in Bewegung gesetzt und angehalten werden. Einrichtungen der letztgenannten
Art sind zwar in mechanischer Beziehung stark und zuverlässig, jedoch erfordern
sie sehr verwickelte elektrische Einrichtungen, wenn die gewünschte Wirkung stets
mit Sicherheit herbeigeführt werden soll. Es ist ferner auch schon bekannt, zur
synchronen Übertragung willkürlicher Bewegungen feste und bewegliche Spulensysteme
anzuwenden, bei denen die willkürliche Betätigung der einen beweglichen Spule selbsttätig
die Überführung einer anderen beweglichen Spule in eine entsprechende Stellung zur
Folge hat. Auch die Benutzung von Gleichstrom für eine Einrichtung dieser Art ist
bekannt, jedoch ist die Benutzung von Gleichstrom bei Einrichtungen der letztgenannten
Art nur für die Übertragung kleiner Kräfte möglich, während für die Übertragung
größerer Kräfte Wechselstrom unerläßlich ist.
-
Die vorliegende Erfindung beruht, wie schon eingangs erwähnt worden
ist, auf der Verwendung von Gleichstrom. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß die erfindungsgemäß gestaltete Einrichtung sehr einfach
ist, zur Übertragung großer Kräfte geeignet ist und absolut sicher arbeitet. Gemäß
der Erfindung erhalten die Steuermotore, welche die Steuereinrichtungen der Zugmotoren
antreiben, zwei Wicklungen, von denen immer nur eine j e nach der Drehrichtung des
Führerschalters Strom erhält. Weiterhin ist der Führerschalter selbst derart eingerichtet,
daß er bei seinem Übergang von einer Schaltstellung zur anderen stets eine Umkehrung
des Steuergleichstromes hervorruft. Durch jeden Stromstoß werden die Steuermotore
um einen bestimmten Winkel. in Drehung versetzt, der bei einem Polpaar 18o' beträgt.
Nachdem dieser Winkel durchlaufen ist, bleiben die Steuermotore auch bei fortdauerndem
Strom stehen. Eine Weiterbewegung um den gleichen Winkel. erfolgt erst, wenn durch
die weitere Betätigung
des Führerschalters eine Stromumkehrung
hervorgerufen wird.
-
Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin,
daß im Führerschalter eine Verriegelimgseinrichtung vorgesehen ist, welche den Führerschalter
nach jedem Schaltschritt so lange sperrt, bis alle Steuereinrichtungen den vorgeschriebenen
Schaltschritt tatsächlich zurückgelegt haben.
-
In der beiliegenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
veranschaulicht, und zwar sind in der Zeichnung die Einrichtungen und Leitungen
zur Durchführung der Erfindung dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Zeichnung
nur eine, der zahlreichen möglichen Ausführungsformen darstellt, welche in konstruktiver
Hinsicht untereinander sehr verschieden sein mögen.
-
Die dargestellte Einrichtung ist dazu bestimmt, die Vielfachsteuerungg
einer Mehrzahl von Elektromotoren von .einem einzigen Führerstand .aus, der im unteren
"feil der Zeichnung gezeigt ist, zu bewerkstelligen. Im oberen Teil der Zeichnung
ist eine der verschiedenen gesteuerten Schalteinrichtungen veranschaulicht. Die
übrigen gesteuerten Schalteinrichtungen sind mit der dargestellten identisch und
werden zweckmäßigerweise durch ein gemeinsames - Verbindungskabel angeschlossen,
welches sich zwischen dem Führerstand und den gesteuerten Schalteinrichtungen befindet.
Einer der wesentlichen Teile der vorliegenden Erfindung wird durch die Steuermotore
C' gebildet, die die Verstellung der Steuereinrichtungen C" bewirken. Jeder der
Antriebsmotore C' ist derart ausgebildet, daß er die Bewegung der Steuereinrichtungen
in der einen oder anderen Richtung durchführt, je nach dem Drehsinn des Führerschalters
C. Die Bewegung beträgt einen Schaltschritt, sobald man mittels des Führerschalters
C einen elektrischen Strom in einem bestimmten Sinne in den Steuermotor schickt.
Sie beträgt selbst dann nur einen Schritt, wenn der Strom andauert, ohne daß dabei
Bremsen benutzt zu werden brauchen. Damit der Steuermotor C einen zweiten
Schritt in derselben Richtung ausführt, ist es notwendig, den Strom umzukehren.
-
Um in der genannten Weise zu arbeiten, ist jeder Steuermotor C' mit
einem drehbaren Anker 3 versehen, der seinerseits zwei Wicklungen i', i" und 2',
2" trägt. Die Wicklungen sind in dem magnetischen Feld eines Dauermagneten oder
eines mit unabhängiger Erregung versehenen Elektromagneten q. angeordnet. Bei der
dargestellten Ausführungsform ist ein zweipoliger Elektromagnet vorgesehen, der
durch die Hilfsbatterie q.' gespeist wird. Die Wicklungen i', i" und 2', 2" sind
mit ihrem einen Ende an den 'gleichen Ringkol= Lektor o angeschlossen, während ihr
anderes Ende mit zwei verschiedenen Ringen i und 2 in Verbindung steht. Die Bürsten,
welche den genannten Ringen entsprechen, sind mittels dreier Leitungen o(1, 1a,
20 mit dem Führerschalter C, von dem weiter unten noch näher gesprochen wird, verbunden.
-
Die Wicklungen i', i" und 2', 2" sind derart angeordnet, daß sich
ihre aktiven Windungen in der Nähe der Polkanten befinden, sobald sich der Anker
in einer seiner Ruhestellungen befindet. Es ist klar, daß man auch ein mehrpoliges
Magnetgestell benutzen kann. In diesem Fall muß der Schritt, welcher sich zwischen
den aktiven Windungen jeder Wicklung befindet, einen Bruchteil von i 8o' betragen,
ein Winkel, der bei der zweipoligen Maschine vorausgesetzt ist; es istauch möglich,
eine Anzahl von Wicklungspaaren anzuwenden, deren Zahl gleich der Zahl der Polpaare
ist.
-
Es sei angenommen, daß in dein dargestellten Fall der Steuermotor
mit der Stromquelle B über die Bürste i verbunden ist, während die Bürste 2 ausgeschaltet
ist. Die Ströme durchlaufen dann die Wicklung i', i", während die Wicklung 2', 2"
von keinem Strom durchflossen wird. Wenn in die Wicklung i', i" ein Strom bei i'
eintritt und bei i" austritt, während das magnetische Feld des Magnetgestelles M
in horizontaler Richtung nach lüiks verläuft, so wird die Spule in dein Drehsinne,
der durch den Pfeil N angezeigt ist, in Drehung versetzt, bis sie in die neutrale
vertikale Zone ;gelangt, und sie wird dann unter der lebendigen Kraft ihre Bewegung
verlangsamt fortsetzen. Sobald der Anker eine Stellung erreicht hat, die um i Sogegenüber
der in der Zeichnung dargestellten Anfangsstellung versetzt ist, wird er durch ein
Rad 5, das auf der Ankerachse festgekeilt ist, in einer bestimmten Stellung festgehalten,
wobei jedoch ein genügendes Spiel vorhanden ist, um ein gutes mechanisches Funktionieren
der Einrichtung zu gewährleisten. Selbst wenn das Fließen des Stromes andauert,
bewegt sich der Anker nicht mehr, da das negative Drehmoment zu schwach ist, um
den Anker zurückbewegen zu können. Zwei Zahnräder 6, 6' oder sonstige gleichwertige
Mittel haben in Übereinstimmung mit der Ankerbewegung in dem vorher bestimmten Sinn
die Steuereinrichtung C" um einen Schritt verschoben. Wenn in diesem Augenblick
im Führerstand eine Umkehrung des Stromes, der durch die Spule i', i" fließt, herbeigeführt
wird, so hat diese Stromumkehrung einen weiteren Schritt des Steuermotors C' und
der -Steuereinrichtung C" nach vorwärts zur Folge. Man kann auf -diese Weise fortfahren;
bis sämtliche möglichen Stellungen
durchlaufen sind, indem man
den Führerschalter stets in demselben Sinne dreht.
-
Wenn man aber in einem beliebigen Moment und ausgehend von einer beliebigen,
bis dahin erreichten Stellung der Steuereinrichtung zurückgehen will, so genügt
es, in dem Führerschalter die Abschaltung der Batterie von der Bürste i zu bewirken
und statt dessen die Bürste 2 mit der Batterie zu verbinden. Dann tritt nämlich
die Wicklung 2', 2" in Tätigkeit, welche in derselben Weise arbeitet, wie es oben
anläßlich der Wicklung i', i" beschrieben ist, nur daß die Drehungen, die durch
diese zweite Wicklung hervorgerufen werden; in umgekehrter Richtung verlaufen.
-
Eine weitere wesentliche Ausbildung der Erfindung besteht in der Gestaltung
des Führerschalters, der im Führerstand aufgestellt ist und geeignet ist, sowohl
die Umkehrung des Stromes in jeder Wicklung als auch die Umschaltung der Stromquelle
auf die eine oder die andere Wicklung herbeizuführen.
-
Zur Hervorrufung der Stromumkehrungen kann der Führerschalter mit
einer Umschaltwalze CE versehen werden, welche zwei Reihen von Kontakten 1(l, I(2
trägt, die geeignet sind, in jeder Stellung mit den Bürsten b+
und b- der
Batterie B einen Kontakt herzustellen. Die Kontaktstücke sind abwechselnd mit zwei
Kontaktleisten L1, L2 verbunden, von denen die eine dauernd mit der Bürste o0, die
an die Bürste o angeschlossen ist, in Verbindung steht. Gegen die andere Kontaktleiste
legt sich dauernd eine Bürste o", welche, wie weiter unten näher ausgeführt wird,
entweder mit der Leitung io oder der Leitung 20 in Verbindung steht, welche Leitungen
an die Bürsten i bzw. 2 angeschlossen sind. Durch diese Einrichtung läßt sich der
Strom, der in der an die Batterie angeschlossenen Spule fließt, bei jedem Schritt,
der von dem Führerschalter C und infolgedessen auch von dein Kommutator CE zurückgelegt
wird, umkehren.
-
Um die Stromquelle Beinmal mit der Wicklung i', i" und ein anderes
Mal mit der Wicklung 2', 2" zu verbinden, äst auf der Welle des Führerschalters
C ein Sperrad 70 vorgesehen, welches mit einem Kontakthebelarm 7 zusammenarbeitet,
der seinerseits zwei Sperrklinken T, 7" trägt. Die letzteren sind auf dem Hebelarm
7 angelenkt und werden durch Federn in einer solchen Stellung gehalten, daß sie
sich radial gegen das Rad 70 legen. Wenn sich dieses Rad in der Richtung des Pfeiles
F dreht, leistet die Klinke 7' keinen Widerstand, da sie sich außerhalb des Eingriffs
mit dem Rad befindet. Aber auch die Klinke 7" leistet keinen Widerstand, weil sie
durch die Zähne des Rades zurückgedreht wird. Wenn aber !die Drehrichtung umkehrt,
hebt sich die Klinke 7" an und drückt sich gegen den folgenden Zahn. Hierdurch wird
sie gezwungen, der Bewegung des Rades 70 zu folgen und dadurch die Umschaltung von
o', i0 auf o', 21 durchzuführen. Infolgedessen wird der Anschluß der Bürste i und
Wicklung i', i" aufgehoben und dafür die Bürste 2 und die Wicklung 2', 2" an die
Stromquelle angeschlossen. Wird dann die Drehung von C fortgesetzt, sa kann dies
frei geschehen, da die Klinke 7" außer Eingriff gebracht ist und die Klinke 7' zurückgedrückt
werden kann. Wird dagegen die Bewegung in der ursprünglichen Richtung wiederholt,
so wird dadurch in gleicher Art die umgekehrte Schaltung herbeigeführt. Zweckmäßigerweise
kann der Schwinghebe17 in seinen beiden Endstellungen mittels eines gewöhnlichen
Sperrrades gehalten werden.
-
Ein dritter wesentlicher Teil der vorliegenden Erfuidung besteht aus
.einer Verriegelungseinrichtung, welche jede Bewegung des Führerschalters C hindert,
solange nicht jede der Schalteinrichtungen C' diejenige Stellung erreicht hat, welche
sie einnehmen soll. Die V erriegelungseinrichtung kann, wie beispielsweise in der
Zeichnung dargestellt ist, aus einem Sperrad 80 bestehen, das auf der Achse des
Führerschalters festgekeilt ist und welches mit der Sperrklinke 8 zusammenarbeitet,
die in der geöffneten Stellung durch eine Feder 8' gehalten und durch einen Elektromagneten
8" in ihre Verriegelungsstellung gezogen wird. Der Magnet wird durch die Batterie
B jedesmal dann erregt werden, wenn man einen Stromkreis, der durch sämtliche Steuerehirichtungen
-überwacht wird, schließt. Dieser Stromkreis wird nur dann geöffnet, wenn sämtliche
Steuereinrichtungen eine der Stellung des Führerschalters entsprechende Stellung
angenommen haben.
-
Es ist klar, daß, die Verriegelung auch durch das Aufhören eines Stromes
ausgelöst und dann wieder aufgehoben werden könnte, wenn der Strom wieder einsetzt.
In diesem Fall müßten die Steuerströme und die mechanische Einrichtung des Klinkengesperres
eine abgeänderte Ausführungsform aufweisen, jedoch würden diese Abänderungen im
Bereich des gewöhnlichen fachmännischen Könnens liegen. Die Regelung des Verriegelungsstromkreises
kann in verschiedener Art vor sich gehen, wobei die Bauart . der Steuereinrichtung
C gleichgültig ist. Auch können die besonderen Umstände in den einzelnen
praktischen Fällen Änderungen erfordern.
-
Zur Steuerung des Verriegelungsmagneten 8" kann bei einer einfachen
Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung in dem Führerschalter eine Schaltwalze
CB angeordnet sein, die mit der Welle des Stromwenders C,E' fest verbunden ist.
Weiterhin sind bei dieser
Ausführungsform auf den Wellen der Steuereinrichtungen
C" der Zugmotore ebenfalls Schaltwalzen BC angeordnet. Auf der Schaltwalze BC des
Führerschalters und auf den Schaltwalzen BC der Steuereinrichtungen sind Kontakte
I(3 und I(4 angeordnet, die mit Bürsten zusammenarbeiten. Die Kontakte sind auf
den Kontaktwalzen in Form von Reihen, die parallel zur Walzenachse laufen, angeordnet.
Je einer bestimmten Reihe von Kontakten h'3 auf der Verriegelungswalze des Führerschalters
sind entsprechende Reihen von Kontakten Ki auf den Verriegelungswalzen der Steuereinrichtungen
zugeordnet. Die Summe der Kontakte; die sich auf -einer bestimmten Reihe der VerriegelungswalzeCB
des Führerschalters und auf der dazugehörigen Reihe der Verriegeltulgswalze BC einer
Steuereinrichtung befinden; sei = N, während die Zahl der auf der betreffenden Reihe
der Verriegelungswalze CB des Führerschalters befindlichen Kontakte = n sei. :Dann
ist die Zahl der-Kontakte, die sich in der entsprechenden Reihe auf der Verriegelungswalze
BC der Steuereinrichtung befinden = N-n. Die Anordnung der Kontakten einer
bestimmten Reihe der Verriegelungswalze CB und die Anordnung der Kontakte N-n auf
der entsprechenden Reihe der Verriegelungswalze BC ist derart, daß die ,Kontakte
der VerriegelungswalzeBC auf der betreffenden Reihe immer an einer solchen Stelle
sitzen, an der auf der Walze CB Kontakte fehlen, so da,ß zwei entsprechende Gruppen
auf den Schaltwalzen BC und CB keinen gemeinsamen Kontakt haben. Dagegen hat jede
Kontaktreihe auf der Walze CB des Führerstandschalters in sämtlichen nicht entsprechenden
Gruppen mindestens einen gemeinsamen Isontakt.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist N= 5; st =,3, N-n
= 2. Sämtliche Kontaktreihen auf den Schaltwalzen CB und BC sind je an eine
gemeinsame KontaktleisteL3 und L, .angeschlossen.
-
Betrachtet man einzelne bestimmte Stellungen der Walzen CB und BC,
so ergibt sich das folgende: Die Schaltwalze CB möge sich zuerst in einer solchen
Stellung befinden, daß die Kontakte ,K3 der Reihe h vor den Enden der Leitungen
11, 12, 13, 14, 15 stehen. Ferner möge die Schaltwalze BC der Steuereinrichtung
C" eine solche Lage einnehmen, daß die Kontakte K, der entsprechenden Reihe b, der
Schaltwalze BC vor den Enden der Leitungen 11, 12, 13, 14, 15 stehen. In diesem
Fall fließt durch den Magneten 8" kein Strom, da die Kontakte K,1 auf der Reihe
IL
der Schaltwalze BC nur mit den Leitungen 12 und 15 zusammenarbeiten, während
die Kontakte ,K3 auf der Reihe h der Schaltwalze CB mit den Leitungen 1 z,
13 und 14 zusammenarbeiten. Wird jetzt der Führerschalter um eine Schaltstufe gedreht,
so daß beispielsweise die Reihe h' der Schaltwalze CB vor die Enden 11, 12,
13, 14, 15 der Verbindungsleitungen gelangt, so wird ein Stromkreis durch den Magneten
8" geschlossen, und zwar geht dieser Stromkreis von der Stromquelle B über den Magneten
8" zur Bürste l o, von dort zur Kontaktleiste L3, -über den Kontakt der Reihe
h' der Walze CB, welcher vor dem Ende der Leitung 12 steht, durch die Leitung
12, dann über den mit dem Ende der Leitung 12 zusammenarbeitenden Kontakt der Reihe
lt der Walze BC, die Kontaktleiste L;, die Bürste 2o zur Erde und von dort zur Stromquelle
zurück. Der Magnet 8" zieht infolgedessen den Anker 8 an, und dieser verriegelt
das Sperrad 80 des Führerschalters. Sobald aber der Steuermotor die Steuereinrichtung
C" um einen Schaltschritt gedreht hat und infolgedessen die Reihelt' der Walze BC
vor die Enden der Leitungen 11, 12, 13, 14, 15 gelangt ist, wird der Stromkreis-
durch den Magneten 8" wieder unterbrochen; da die Reihe h' der Walze BC keinen gemeinsamen
Kontakt mit der Reihe h' der Walze-CB hat. Infolge der Unterbrechung des Stromkreises
durch den Magneten 8" wird auch die Verriegelung des Führerschalters wieder auf-,gehoben.