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Einrichtung zur elektrischen Verriegelung einer beliebig großen Anzahl
von Schützen mit Verriegelungskontakten, insbesondere für Lokomotivsteuerungen Einrichtungen
zur elektrischen Verriegelung von Schützen, z. B. auf elektrischen Lokomotiven,
durch Verriegelungskontakte sind seit langem bekannt.
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Eine ihrer wichtigsten Aufgaben ist, zu verhindern, daß infolge irgendeines
Versagers im Steuerungssystem zwei einander feindliche Schütze gleichzeitig geschlossen
sein können. Als feindlich bezeichnet man im technischen Sprachgebrauch Schütze,
deren gleichzeitiges Einschalten einen Kurzschluß der speisenden Stromquelle, z.
B. des Transformators einer Wechselstromlokomotiv.e, hervorruft.
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ÄltereEinrichtungen dieserArt benötigten zur Lösung der Aufgabe eine
verhältnismäßig sehr große Zahl von Verriegelungskontakten samt den dazugehörigen
Anschlußleitungen, was betriebstechnisch wegen der zahlreichen Fehlerquellen sehr
unwillkommen ist.
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Einen Fortschritt in dieser Hinsicht bringt u. .a. eine bereits bekannte
V erriegelungsscbaltung; bei der ihr entsprechenden Anordnung speist jede von der
Schaltwalze ausgehende Steuerleitung jeweils zwei benachbarten Spulen zugeordnete
Schützenmagnete, und die Zahl der Verriegelungskontakte beträgt im Höchstfall vier
für jedes Schütz in den mittleren Schaltstufen. Diese Verri.ege-Iungskontakte sind
sämtlich bei geiiffnetem Schütz geschlossen. Dem Vorteil der Vereinfachung der Verriegelungseinrichtung
steht aber als Nachteil die Notwendigkeit gegenüber, für jede Transformatoranzapfung
zwei Schütze oder Schützenmagnetspulen verwenden zu müssen, d. h. eine Verwicklung
und damit Verteuerung des an sich schon recht teueren Schützenapparats.
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Eine sehr weitgehende Vereinfachung des Hilfskontaktapparats zeigt
ferner eine andere weiterhin bekannte Verriegelungsschalttmg. Mit nur zwei Hilfskontakten
für jedes -Schütz wird eine vollkommene Verriegelung aller feindlichen Schütze gegeneinander
erreicht.
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Diesem wichtigen Vorteil steht aber der Machteil gegenüber, daß jedes
Schütz mit einem besonderen Verriegelungsmagneten versehen werden muß, der es mechanisch
sperrt, solange ein ihm feindliches Schütz in der Einschaltstellung verharrt. Die
Verbesserung gegenüber dem Bekannten wird also auch bei dieser bekannten Anordnung
durch eine wesentliche Verwicklung und Verteuerung des gesamten Schützenapparats
erkauft, abgesehen davon, daß auch elektrische Versager der Verriegehingsmagnete
durchaus in den Bereich des Möglichen fallen.
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Bei einer anderen, ebenfalls bekannten Verriegelungsschaltung werden
Verriegeiungskontakte, die bei geschlossenem Schütz geöffnet sind, durch Kontakte
einer Schaltwalze über-
Drückt. Allerdings muß man hier den Be--riff
i.'-berbrücken schon sehr weit ausdehnen ; es handelt sich hier nämlich nicht um
einfache fiberbrückungen, wie dies der Erfindung gemäß der Fall ist, sondern vielmehr
um Zu- und Abschaltungen von zueinander parallelen Stromkreisen. Bei dieser Anordnung
werden jedoch nicht nur die geöffneten Verriegelungskontakte der jeweils geschlossenen
Schütze überbrückt, sondern auch eine große Menge von geschlossenen Verriegelungskontakten
der geöffneten Schütze. Es werden außerdem nicht nur Verriegelungskontakte überbrückt,
sondeni auch sämtliche nicht eingeschalteten Magnetspulen und Walzenfinger. Eine
weitere Eigentümlichkeit dieser Schaltung ist, daß sämtliche Verriegelungskontakte
und übrigen Teile, die ganz überbrückt sind, vom Bedienungsstromkreis vollkommen
abgeschaltet und spannungslos sind, so daß die ganz überbrückten, geschlossenen
Verriegelungskontakte an der Verriegelung nicht teilnehmen, für die jeweilige Schaltstellung
also wirkungslos und überflüssig sind. Bei dieser Anordnung sind für jedes Schütz
zwei Verriegelungskontakte, also vier Veri-iegelungskontaktfedern anzubringen, ausgenommen
die Schütze der ersten und letzten Schaltstufe, bei denen nur je ein Verriegelungskontakt
notwendig ist. Die größtmögliche Einfachheit, d. i. je ein Verriegelungskontakt
für alle Schütze, wird durch diese Schaltung nicht erreicht. Eine weitere Unübersichtlichkeit
und Verwicklung dieser Schaltung liegt auch darin, daß die Walzenfinger der Magnetleitungen
mit den Walzenfingern der Leitungen, die nur -zu Verriegelungskontakten führen,
untermischt sind.
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Einen völlig neuen Weg gibt die vorliegende Erfindung an. In der Erkenntnis,
daß die unvermeidliche Verwicklung, die jede elektrische Verriegelung einer Schützensteuerung
mit sich bringt, in dem verhältnismäßig sehr billigen und einfachen Schaltwalzenapparat
der Magnetsteuerung betriebs- wie preistechnisch leicht tragbar ist, bei dem außerdem
Versager erfahrungsgemäß selten auftreten, wird außer der sogenannten Meisterwalze,
die in bekannter Weise die Verteilung des Erregerstromes auf die Schützenmagnetspulen
bewirkt, :eine zweite Schaltwalze angeordnet. Diese letztere, im folgenden Sperrfingerwalze
genannt, überbrückt die zwei allein vorhandenen Hilfskontaktfedern der Schütze,
die gerade eingeschaltet sein sollen Lind damit den Stromdurchgang durch ihre Hüfskontakte
aufgehoben haben. Der Stromkreis der Magnetspulen verläuft stets in Reihenschaltung
über die Hilfskontakte der Schütze, die nicht eingeschaltet sein sollen, und die
Sperrfingerwalze. Die neue elektrische Verriegelungseinrichtung benötigt stets nur
ein Schütz mit einer Erregerspule und zwei Verriegelungskontaktfedern für jede Transformatoranzapfung.
Die Meisterwalze, im folgenden Magnetfingerwalze genannt, und die Sperrfingerwalze
sind elektrisch unabhängig voneinander und mechanisch nur insofern voneinander abhängig,
als ihre Bewegungen genau synchron vor sich gehen müssen; im einfachsten Fall werden
sie also mechanisch starr miteinander gekuppelt sein.
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In der Abbildung sind mit M die elektrisch bedienten Schütze bezeichnet,
die abwechselnd mit zwei Stromschienen verbunden sind, an denen die Drosselspule
angeschlossen ist. Diese Schütze M sind fortlaufend mit z, z bis 6 bezeichnet. Die
einzelnen Schütze sind mechanisch mit Verriegelüngskontaktträgern verbunden, die
isoliert je einen Verriegelungskontakt s tragen. Diese Verriegelungskontakte s sind
fortlaufend mit i, a bis 6 bezeichnet. Ein solcher Kontakt überbrückt je zwei Verriegelungskontaktfedern,
wenn das Schütz offen ist. Je eine Kontaktfeder ist elektrisch durch eine Leitung
k mit einer Verriegelungskontaktfeder desjenigen Schützes verbunden, das als nächstes
eingeschaltet werden soll, in der Abbildung also immer das nächstliegende.
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Beim ersten Schütz M1 gehen von seinen Verriegelungskontaktfedern
zwei Leitungen zu den Kontaktfingern s' und s', der Sperrfingerwalze Wi. Ebenso
geht vom Schütz M, bis M,; von den Verriegelungskontaktfedern in gezeichneter Weise
je :eine Leitung zu den Fingern s'2, s'3 usw. bis s'6. Von der Leitung zu s'G zweigt
eine Leitung zu dem Fingern der 1\'!agnetfingerwalze W. ab. Die Magnetspulen der
Schütze sind mit den Fingern i', a' bis 6' verbunden. I, 1I usw. bis V sind die
Stellungen der beiden mechanisch gekuppelten Schaltwalzen. Bei z wird der Bedienungsstrom
zugeführt.
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Die Wirkungsweise ist folgende.
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In Stellung I überbrückt die Sperrfingerwalze W1 die Finger s', s'i,
s'. und dadurch auch die Verriegelungskontaktfedern s, und s.. Außerdem liegen auch
die Finger i', 2' und a auf Kontakten der Magnetfingerwalze W_> auf. Der Verlauf
des Bedienungsstromes ist nun folgender: Von z über Finger s' durch die Sperrfingerwalze
nach s% durch die vier Leitungen h, über die Verriegelungskontakte s3, si, s;" s6
über Finger a. der Magnetfingerwalze nach den Fingern i' und ?' und endlich in die
Magnete der Schütze Ml und 'M_,,. Dadurch werden Schütz Ml und M2 geschlossen, die
Verriegelungskontakte s1 und s2 geöffnet. In Stellung 11 sind die Fingers' und i'
nicht mehr in Berührung mit den zugehörigen Kontakten der beiden Walzen. Dafür liegen
jetzt die Fingers'3 und 3' neu auf. Der Strom
kann jetzt nicht mehr
über s' fließen, da ja s' nicht mehr aufliegt. Er muß über den Verriegelungskontakt
s1 nach s'1, durch die Sperrfingenvalze nach s'3, über die drei Leitungen k und
die Verriegelungskontakte s, s,;, s,, nach Finger a der Magnetfingerwalze und weiter
nach den Fingern 2', 3' in die Magnete der SchützeM, und M.j. Ist aus irgendeinem
Grunde Schütz Ml nicht abgefallen, so daß ein Verriegelungskontakt s1 offen ist,
so kann. kein Bedienungsstrom fließen und Schütz I11.; nicht eingeschaltet werden.
Aber auch sämtliche übrigen Schütze MI, M,; oder ME; können nicht weiter
betätigt werden; es fällt sogar auch Schütz M. ab. Fällt somit beim Drehen der Schaltwalzen
das Schütz, das in der betreffenden Stellung abgeschaltet sein muß. nicht ab, so
können sofort alle anderen Schütze nicht mehr eingeschaltet werden, sie sind verriegelt,
und es kann weder ein unmittelbarer Kurzschluß entstehen noch kann die Drosselspule
überlastet werden, da auch beispielsweise Schütz Ml und M, nicht gleichzeitig eingeschaltet
sein können.
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Durch die in der Abbildung angegebene Einrichtung sind also nicht
nur die feindlichen Schütze gegeneinander verriegelt, sondern überhaupt alle Schütze.
Sobald ein einziges Schütz versagt, wird die ganze Steuerung stromlos.
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Beim 'GVeiterdr ehen der Schaltwalzen in die Stellung lII usw. wiederholt
sich das Spiel in gleicher Weise mit den übrigen Schützen, wie man aus der Abbildung
leicht ersehen kann.
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Die Kontakte der gekuppelten Schaltwalzen können so bemessen sein,
daß zuerst die Verriegelungskontaktfedern überbrückt werden und dann erst die Schützenmagnete
Strom erhalten, und anderseits erst die Schützenmagnete ausgeschaltet werden, und
dann erst die Überbrückung der Verriegelungskontaktfedern aufgehoben wird. Dadurch
verlegt man die Funkenbildung an die Finger i', z' usw. bis 6', und man vermeidet
ein Oszillieren der Schützen, was eintreten würde, wenn .ein Schütz schließt, bevor
seine Verriegelungskontaktfedern überbrückt sind, da dann der Bedienungsstrom sofort
wieder unterbrochen Wäre. In der Abbildung sind sechs Schütze gezeichnet. Es können
aber beliebig viele Schützen verwendet werden, immer wird die Zahl der Verriegelungskontaktfedern
für jedes Schütz nur zwei betragen.
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Statt unmittelbar elektrisch bedienter Schütze können auch pneumatisch
oder anders bediente Schütze verwendet werden, sofern nur ihre Bedienung durch einen
Magneten b,#cinfl.cißt wird.
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In der Abbildung sind die Verriegelungskontakte als doppelpolige Schalter
ausgeführt dargestellt. Man kann aber auch diese Verricgelungskontakte als einpolige
Schalter ausführen, indem man nur eine Verriegelungskontaktfeder verwendet und den
anderen Pol dauernd in bekannter Weise mit dem i; berbrückungsbügel oder Hebel verbindet.