-
Bremsschaltung für Züge aus Motorfahrzeug und Beiwagen Bei elektrischen
Bahnen, bei denen elektrische Kurzschlußbremsung angewendet wird, werden vielfach
die Beiwagen durch elektromagnetische Bremsen, z. B. Solenoidbremsen oder Schienenbremsen,
gebremst, deren Wicklung in den Kurzschlußstromkreis der Motoren des Triebwagens
eingeschaltet wird. Diese Bremsen werden vorzugsweise parallel zueinander geschaltet.
Auch wird im Motorwagen gewöhnlich ein 'Widerstand (Schutzwiderstand) parallel zum
Bremsstromkreis der Beiwagen eingeschaltet, damit der Bremsstromkreis im Motorwagen
auch bei Unterbrechung der Leitung zu den Beiwagen geschlossen ist. Es kann aber
auch Reihenschaltung der elektromagnetischen Bremsen in Verbindung mit dem Schutzwiderstand
angewendet werden.
-
Bei beiden Anordnungen ergibt sich der Nachteil, daß, je nachdem ein
oder zwei oder mehr Beiwagen angekuppelt sind, bei gleicher Bremsstromstärke im
Triebwagen die Bremsung im Beiwagen sich verändert. Je mehr Beiwagen angekuppelt
werden, um so geringer wird die Bremsung in jedem Beiwagen sowohl bei Parallelschaltung
der Beiwagenbremsen als auch bei Reihenschaltung der Beiwagenbremsen, wenn ein fester
Schutzwiderstand im Triebwagen verwendet wird. Es ist nun möglich, diesen Nachteil
dadurch zu beseitigen, daß man mit veränderlicher Beiwagenzahl eine Umschaltung
in der aus Schutzwiderstand und elektromagnetischen Bremsen gebildeten Widerstandsgruppe
vorsieht, z. B. den Schutzwiderstand bei Zuschaltung weiterer Beiwagen erhöht oder
ganz abschaltet, also unendlich groß macht. Man kann jedoch auch andere Widerstandskombinationen
vorsehen, indem man z. B. für parallel geschaltete Bremsen bei einem Beiwagen einen
Widerstand im Beiwagen selbst parallel zur Bremse hat, bei zwei Beiwagen jedoch
die parallel geschalteten Widerstände in beiden Beiwagen abschaltet. Durch weitere
Kombinationen kann auch für mehr als zwei Beiwagen eine Berichtigung der Bremsstromstärke
der elektromagnetischen Bremsen erzielt werden.
-
Man mutet nun dem Personal nicht gern zu, derartige Umschaltungen
bei jedesmaliger Veränderung der Zusammensetzung vorzunehmen, und man verläßt sich
auch nicht gern darauf, daß sie tatsächlich vorgenommen werden.
-
Erfindungsgemäß sollen nun Widerstandsänderungen in elektrischen Stromkreisen,
die beim Ankuppeln und Abkuppeln von Wagen in der Bremsgruppe entstehen, dazu benutzt
werden, um ohne Zutun des Personals eine geeignete Umschaltung herbeizuführen. Es
wird also durch eine selbsttätige Einrichtung zur Widerstandsprüfung die Zahl der
Beiwagen festgestellt und der Bremsstromkreis dementsprechend umgeschaltet. Die
Prüfung und Schaltung erfolgt zweckmäßig durch den
Bremsstrom selbst.
Da der Bretrisstrom veränderlich ist je nach dem im Bremsstromkreis eingeschalteten
Widerstand und je nach der Geschwindigkeit des Wagens, wird zweckmäßig die Verteilung
des Bremsstromes auf die veränderliche Gruppe von elektromagnetischen Bremsen und
auf einen festen Widerstand, also ein Widerstandsvergleich, als Prüfmittel verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einer. und zwei Beiwagen ist in der Abbildung
dargestellt. Hierin bedeutet a den Anker, b das Feld eines auf Bremsung geschalteten
Motors, c einen regelbaren Widerstand, d den Schutzwiderstand, e ein Schütz, das
bei nicht vorhandenem Betätigungsstrom geschlossen ist (Negativschutz), f und g
kleine Widerstände, ähnlich den Shuntwiderständen von Meßinstrumenten, h. die elektromagnetischen
Bremsen der Beiwagen, i ein Prüfrelais, das in stromlosem Zustand seiner Wicklungen
geöffnet ist, k die Wicklung des Schützes e, die parallel zum Widerstand g liegt,
l eine `Vicklung des Prüfrelais, die parallel zum Widerstand- geschaltet ist, in
eine zweite Wicklung des Prüfrelais, parallel zum Widerstand f. Die Wicklungen
l und m des Prüfrelais haben entgegengesetzte Schaltrichtung, so daß ihre
Wirkung sich bei gleicher Stromrichtung und Stromstärke aufhebt. Der Schutzwiderstand
d und jede der elektromagnetischen Bremsen mögen gleichen Ohmschen Widerstand haben,
die Bremse werde für die Hälfte des Bremsstromes gewickelt.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wenn kein Beiwagen angekuppelt
ist und die Kupplung offen ist, so wird bei Bremsstrom zwar das Priifrelais y durch
Wicklung km angezogen (denn L führt keinen Strom), aber das Schütz e wird nicht
angezogen, weil Wicklung k stromlos ist. Der Kurzschlußstromkreis ist also über
den Schutzwiderstand d und Schütz e geschlossen. Wenn, wie vielfach üblich, das
Kupplungskabel an einen geerdeten Kontakt angeklemmt wird, so geht der größte Teil
des Bremsstromes über den Widerstand,- zur Erde, das Prüfrelais j schließt sich
durch das Überwiegen der Wicklung L, das Schütz e öffnet. Das ist zulässig, weil
die Erdverbindung durch das Kupplungskabel hergestellt ist. Sobald dieses durch
einen Zufall geöffnet würde, würde sofort das Schütz e wieder schließen, da die
Wicklung l stromlos wird.
-
Wenn nun ein Beiwagen angekuppelt wird, so würde das Prüfrelais y
geöffnet bleiben, weil der Schutzwiderstand d gleich dem Widerstand der elektromagnetischen
Bremse lt ist. Da die Spule k stromlos ist, wird auch das Schütz e geschlossen
bleiben. Die elektromagnetische Schienenbremse erhält daher die Hälfte des Bremsstromes,
also die Stromstärke, die sie erhalten soll. Wird ein zweiter Beiwagen angekuppelt,
so würde ohne die Prüf- und Schalteinrichtung, die geschützt werden soll, durch
jede elektromagnetische Bremse nur ein Drittel des Bremsstromes gehen, die Bremswirkung
würde daher zu klein sein. Dieser Zustand tritt bei der Anordnung nach der Erfindung
nur im ersten Augenblick der Bremsung ein. Dann führt aber die Wicklung l den doppelten
Strom gegenüber der Wicklung an. Das Prüfrelais schließt, das Schütz e öffnet.
Hierdurch wird der Schutzwiderstand d ausgeschaltet. jede der Wicklungen h der Bremsen
erhält nunmehr den halben Bremsstrom, also den Strom, den sie erhalten sollen. Dieser
Zustand bleibt bis zum Abklingen des Bremsstromes bestehen, weil nunmehr die `Vicklung
L sogar einen dem gesamten Bremsstrom entsprechenden Strom führt, dagegen die Wicklung
m stromlos geworden ist, das Relais j
sich also in der angezogenen Lage hält.
-
Das Prüfrelais kann z. B. statt als Schütz als Motorrelais ausgeführt
werden oder auch als Kipprelais, d. h. als ein Relais mit zweiarmigem Hebel, der
unter dem Einfluß der zwei Wicklungen steht. Nur wenn dieses Relais in derjenigen
Richtung dreht oder kippt, die durch Überwiegen des zu den Beiwagen führenden Stromes
bestimmt ist, wird der Kontakt für die Schützspule k geschlossen, während ein Drehen
oder Kippen in der anderen Richtung wirkungslos ist. Dann kann die Wicklung des
Schützes e auch von einer beliebigen Spannung erregt werden, z. B. von der Bremsspannung,
der Fahrleitungsspannung oder einem Teil dieser Spannungen oder auch von einer getrennten
Stromquelle, wie einer Akkumulatorenbatterie, da ein Schließen des Kontakts des
Prüfrelais durch Überwiegen der Wicklung in nicht eintritt. Der Schutzwiderstand
d braucht auch nicht unbedingt gleich dem Widerstand einer elektromagnetischen Bremse
zu sein, er kann auch etwas kleiner oder größer sein; dann ist die Abgleichung etwas
weniger genau, oder es wird nur ein Teil des Schutzwiderstandes durch die Prüf-
und Schalteinrichtung abgeschaltet.
-
Die Prüfeinrichtung braucht nicht unbedingt auf dem Motorfahrzeug
eingebaut zu werden. Sie kann sich auch auf dem Beiwagen befinden und z. B. bei
Parallelschaltung der elektromagnetischen Bremsen den Strom in den Bremsen mit dem
vom Beiwagen zum nächsten Beiwagen abfließenden Strom vergleichen. Ist dann nur
ein Beiwagen vorhanden, so ist der abfließende Strom Null, dann soll das Prüfrelais,
das z. B. ein Kipprelais sei, nicht arbeiten. Wird jedoch der zweite Beiwagen angekuppelt,
so fließt vom ersten zum zweiten Beiwagen der Strom der elektromagnetischer. Bremse
des zweiten Beiwagens. Das Relais sei so gewickelt, daß es dann im ersten Beiwagen
den Kontakt schließt. . Hierdurch kann die im Bremsstrom-
Icrui:
erforderliche L`rnsclialtung erfolgen, z. B. durch eine besondere Zugleitung das
mit dein Schutzwiderstand im Motorwagen in Reilie liegende Schütz ausgeschaltet
werden oder, f-ills, @..vie früher erklärt, Parallelwiderstände in den bF@iden Beiwagen
abschaltbar eingebaut sind, können die Schütze in den Beiwagen durch eine mir zwischen
den Beiwagen durchgehende Leitung betätigt werden.
-
Die Prüf- und Schalteinrichtung- können also sowohl beide im 1-Iotorfab.rzcug
als auch beide in den Beiwagen eingebaut werden, es kann aber auch eine beliebige
von beiden im 'Motorfahrzellig und die andere in den Beiwagen eingebaut werden.
-
Schließlich kann auch die Prüf- und Schalteinrichtung in einet: Apparat
zusammengezogen werden. Z. 1>. kann bei der Einrichtung nach der Abbildung das Prüfrelais
,i fortfallen, desgleiclieri die EWicklung k, und die Wicklungen 1 und in h(*in:ieii
mmn:itteibar auf die Schalteinrichtung t° gesetzt :-erden. Die Schalteinrichtung
c wird dann nicht als Schütz, sondern als Kipprelais ausgeführt, das in seiner Ruhestellung
z. B. durch die Wirkung einer Feder die 1?rdverbindung herstellt und erst bei Oberwiegen
der Wicklung 1 (dagegen nicht bei L'berwiegen der Wickhurig na) seine Stellung
so ändert, daß die l 11 rdverbindn_L; 7c3i±.iet wird.
-
Die Einrichtung, kann auch auf mehr als zwei Beiwagen ausgedehnt werden,
darin wird z. 13. der Schutzwiderstand in mehrere parallele Zweige unterteilt und
jeder Zweig mit einer ähnlichen Prüf- und Schalteinrichtung, wie in der Allbildung
dargestellt, v:rsehen. Es sind dann für drei Beim, aen zwei Zweige des Schutzwider-:;tandes
arid zwei Prüf- und Schalteinrichtungen erforderlich, für n Beiwagen ra-i
derartige Z\v#:ige und Einrichtungen. Die Prüfeinrichtungen sind in diesem Fall
als Kipprelais oder Motorrelais auszuführen mit verschiedener WindLni,#szalil oder
anderweitig hergestellter ver-=chiedener Empfindlichkeit, so daß das erste Relais
schon bei der Ankupplung von zwei Beiwagen, das zweite Relais erst bei Ankupplung
von drei Beiwagen arbeitet usw. Wenn im Motorfahrzeag von dem Schutzwiderstand eine
Verhindung nach jedem Ende des Wagens zur führt, so ist in jeder Verbindung ein
_Meßwiclerstand - (s. Abbildung) vorzusehen und die Wicklun- l entweder gleichfalls
doppelt auszuführen oder einfach und dann umschaltbar auf jeden der beiden Widerstände
;. Die L`mscliziltung würde zweckmäßig durch die Fahrtrichtungsv:alzen der Fahrschalter
erfolgen. Bei Kipprelais würde auch eine nicht umschaltbare Wicklung 1 gcnü gen,
die zwischen den beiden äulleren Klemmen der Widerstände @ anges s chlossen ist.
-
Als Stromquelle für die Prüfung kann auch ,statt des Bremsstrome:
eine andere Strc,mqrielle dienen. Dieses hätte den Vorteil, daß die L'mschaltung
für die jeweilig vorhandene Zahl der Beiwagen schon vor Einleitung der Bremsschaltung
vorgenommen «erden kann, z.B. schon in der Nullstellung des Fahrschalters. Da es
nicht zwecl.:mäßig sein würde, den Strom dieser Stromquelle dem Bremsstrom zu überlagern,
kann man im Motorfahrzeurr, und in den Beiwagen 1Ießwiderstiende einbauen, die proportional
den M'id@_rständen im Bremsstromkreis sind und in der glei@lien Anordnung durch
eine besondere Kupplungsleitung verbunden sind. In diesem Ersatzstromkreis wird
die Prüfeinrichtung eingebaut, die die Schalteinrichtung im Brenisstromlzi7cis betätigt.
Die Speisung des Meßstromkreises kann dann von einer beliebigen Stromquelle, z.
B. von der Fahrdral.tspannung oder einer Akkumulatorenbatterie, erfolgen. Wenn eine
solche konstante oder annähernd konstante Stromquelle benutzt wird, braucht die
Widerstandsmessung, die die Prüfeinrichtung vornimmt, auch. nicht in einem Widerstandsvergleich
zu bestehen. Es kann vielmehr bei zwei Beiwagen ein einfaches Prüfschütz mit einer
Wicklung angewendet werden, das erst bei einer bestimmten Stromstärke, nämlich dem
bei zwei Beiwagen entstehenden 1leßstroni, anspricht, oder bei mehr als zwei Beiwagen
werden mehrere solcher Prüfschützen angewendet, die bei zwei verschiedenen Stromstärken
ansprechen. Es können hierfür gleiche Wicklungen mit verschiedenen Anzapfungen verwendet
werden.
-
Es sind also viele Ausführungsformen möglich, und die Abbildung soll
mir ein Beispiel darstellen, allerdings eine für den häufig vorkommenden Fall von
höchstens zwei Beiwagen besonders geeignete Ausführung. Wenn von Widerstandsprüfung
die Rede ist, so soll damit gesagt sein, daß der Ausdruck Widerstand in seiner allgemeinsten
Form zu verstehen ist, also auch bei Anwendung eines Wechselstroms der scheinbare
Widerstand.
-
Die Einrichtung kann auf irgendwelchen elektrischen Fahrzeugen, also
auf Triebwagen, Lokomotiven oder elektrischen Omnibussen oder deren Beiwagen, verwendet
werden. Als Beiwagen im Sinne der vorstehenden Ausführungen kinnen auch bei Zügen,
die aus mehreren Triebwagen bestehen, die geführten Triebwagen gelten, wenn sie
mit elektromagnetischen Bremsen als Haupt- oder Notbremsen versehen sind, die vom
führenden Triebwagen gespeist werden.