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Elektrische Kupplungseinrichtung für Zwillingstriebwagen Die Erfindung
bezieht sich auf Zwillingstriebwagenzüge, deren Triebwageneinheiten mit direkter
Steuerung ausgerüstet sind, in denen also die Fahrschalterkontakte sowohl wie die
Kupplungsleitungen direkt in dem Motorstromkreis liegen. Die Triebwageneinheiten
(sogenannte Illinge), welche die Hälfte eines Zwillingszuges bilden, können dabei
mit je zwei Motoren ausgerüstet sein, die für die volle Fahrdrahtspannung bemessen
sind, oder reit je vier Motoren für die halbe Spannung, von denen je zwei dauernd
in Reihe geschaltet sind. Die Illinge können ferner entweder aus nur einem Wagen
oder aus zwei dauernd fest miteinander zu einer Triebwageneinheit zusammengekuppelten
Wagen mit j e einem Führerstand an den freien Enden bestehen.
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Die bisher bekannt gewordenen Schaltungen für Zwillingswagen gestatten
entweder das Zusammenkuppeln nur an einem der beiden Wagenenden oder wenn sie für
freizügiges Kuppeln eingerichtet sind, erfordern sie besonders lose mitgeführte
Kupplungsorgane bzw. unhandliche Mittelkupplungen, die den Betrieb außerordentlich
schwierig und umständlich gestalten.
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Für eine betriebsmäßig brauchbare Schaltung und Kupplungseinrichtung
für Doppeltriebwagen ist aber notwendige Bedingung, daß die zur Herstellung der
Schaltverbindungen -zwischen den Illingen notwendigen Kupplungsorgane leicht zu
bedienen und vor allen Dingen am Wagen dauernd fest angebracht sind. Das Bestreben
bei den bisher bekannt gewordenen Kupplungen war besonders auf eine möglichst geringe
Anzahl von Starkstrom führenden Kupplungsleitungen gerichtet, was jedoch nur auf
Kosten der Einfachheit und Betriebssicherheit erreicht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung und Kupplungseinrichtung
für Doppeltriebwagen, die den vorgenannten Anforderungen für den Betrieb Genüge
leistet und gegenüber den bekannten Kupplungsarten für den Betrieb außerordentlich
wichtige Vorteile aufweist. Die Wagen sind bei der Einrichtung nach der Erfindung
in jeder gegenseitigen Stellung kuppelbar und erfordern dazu keine lose mitgeführten
Kupplungsorgane, wie Mittelkupplungen, Blindstecker o. dgl.; Fehlschaltungen sind
beim Kuppeln der Wagen völlig ausgeschlossen. Gemäß der Erfindungwird.das dadurch
erreicht, daß an jedem Wagenende fest angebrachte mehrpolige, Starkstrom, also Motorstrom
führende Kupplungen vorgesehen sind, die aus Steckern und Steckdosen mit Kupplungskabeln
bestehen. An den beiden freien ungekuppelten Wagenenden werden die Steckerleitungen
mit den an der Stirnwand endenden Steckdosenleitungen verbunden, während an den
gekuppelten Wagenenden jeweils die Steckerleitungen der einen Triebwageneinheit
mit den Dosenleitungen der anderen Triebwageneinheit verbunden werden.
Die
in den Zwillingswagen nach der Erfindung verwendeten Kupplungsorgane sind als Bauteil
bekannt. Auch das Kupplungsprinzip, das die Erfindung benutzt, kennt man bereits
für Steuerleitungen, allerdings ohne Benutzung der Stirnverbindungen zur Vervollständigung
der Betriebsstromkreise. Diese letztgenannte Maßnahme ergibt bei der Verwendung
des Kupplungsprinzips für Starkstrom führende Motorenleitungen eine besonders geringe
Zahl von Kupplungsleitungen neben den bereits obenerwähnten weiteren Vorteilen.
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In Fig. i bis q. sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, aus denen
die Wirkungsweise der Schaltung und Kupplungseinrichtung nach der Erfindung zu entnehmen
ist.
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In Fig. i ist das Starkstromleitungsschema für die beiden Illinge
I und II gezeichnet, die beide die gleiche Ausrüstung haben, und zwar je zwei Motoren
in, und zn2 bzw. m1' und m2', die für die volle Netzspannung ausgelegt sind, je
zwei Fahrschalter f" und fb bzw. fä und fb', die durch die Steuerleitungen
h bzw. li miteinander verbunden sind, und je 2 X 5 (a119.: 2 n) durchgehende
Starkstromleitungen (d1, d2, ds, d4, d5 und s1, s2, s3, s4, s5 bzw. di
. . . d5 und si . . . s5'). An Stelle der Motoren mai und »a2 bzw.@tti
und nag können auch je zwei hintereinandergeschaltete Motoren treten, die für die
halbe Netzspannung bemessen sind. Die Leitungen dl, d2, d3, d4, d5 bzw. d,',
d2', d3', d4" d5 jedes Illings enden auf beiden Seiten des Wagens in Steckdosen,
während die Leitungen s1, s2, s3, s4, s5 bzw. s,', s2', s3 , s4 , s5 in Steckern
enden, die mittels mehrpoliger, biegsamer Kabel am Wagen fest angeschlossen sind.
Beide Illings sind in dem gezeichneten Beispiel in der gegenseitigen Stellung A-B
-f- B-A miteinander gekuppelt, jedoch kann die Kupplung auch in jeder beliebigen
anderen gegenseitigen Stellung vorgenommen werden, ohne daß an der Steuermöglichkeit
des entstehenden Zwillingswagens irgend etwas geändert wird.
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Die Zusammenkupplung von zwei Illingen kann mit ganz beliebig ausgebildeten
Kupplungsköpfen erfolgen. Wie aus Fig. i ersichtlich, wird an den zusammenstoßenden
Wagenenden B jeweils der Stecker des einen Illings in die Dose des anderen und an
den beiden freien Wagenköpfen der Stecker in die Dose der eigenen Stirnwand eingeführt.
Es entstehen dann fünf (allgemeiner: n) in sich geschlossene, voneinander unabhängige
Ringleitungen, die insbesondere in Fig.2 je für sich gezeichnet sind. Die Fahrschalter
sind an diese Ringleitungen durch je vier Starkstromleitungen angeschlossen, und
zwar: Die Fahrschalter f" bzw. fä an die Steckerleitungen s1 und s4 bzw. s1' und
s4' und an die Dosenleitungen d3 und d4 bzw. d3 und d4', die Schalter fb bzw. fb;
an die Steckerleitungen s2 und s5 bzw. s2' und s5 und an die Dosenleitungen dl und
d2 bzw. di und d,'; die beiden Leitungen s3 und d5 bzw. sg und d5' erhalten somit
keinen Anschluß an die Fahrschalter. Außerdem sind jeweils die Motoren in, bzw.
nii an die Fahrschalter f" bzw. f,', die Motoren m2 bzw. nag' an die Schalter
fb bzw. fv angeschlossen, und die beiden Schalter jedes Illings durch einige Hilfsleitungen
h bzw. li miteinander verbunden.
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In Fig.2 ist der Stromverlauf gezeichnet für den Fall, daß der in
der Reihenfolge A-B -f- B-A gekuppelte Zwillingswagen in der durch den Pfeil angedeuteten
Fahrtrichtung fährt, mithin von dem Fahrschalter f" gesteuert wird. Sämtliche nicht
bedienten Fahrschalter fb, fä und fb stehen in Nullstellung, as zur Folge hat, daß
in dem angekuppelten Illing II die Motoranker m,' und zn2 und die Feldwicklungen
ei' und e2' zwischen je zwei Ringleitungen geschaltet werden. Es entsteht dadurch
eine dauernd vorhandene Hintereinanderschaltung der beiden Motoren des angekuppelten
Illings Il in der Reihenfolge zni -ei', M2'-e-" Der den ganzen Zwillingswagen steuernde
Fahrschalter f" steht auf »Vorwärts I -(- II«. Dadurch werden die Leitungen
da
und s5 dauernd miteinander verbunden, so daß die Motoren des Illings II
nunmehr zu einer Motorengruppe zusammengeschaltet werden, parallel zu e2 -na2
. Durch den gleichen Führerfahrschalter f" werden auch die Motoren des führenden
Illings I zu einer Gruppe, iati-ei parallel e2-M2, zusammengeschaltet. Die Motoren
jedes Illings bilden somit eine Gruppe von ständig parallel geschalteten Motoren,
und diese Gruppen «=erden in den Fahrsiufen des führenden Steuerschalters f" in
Serienparallelschaltung gesteuert. Das gleiche gilt für jede beliebige gegenseitige
Stellung der Illinge zueinander; jeder der vier Fahrschalter kann dabei als Führerschalter
dienen. Irgendwelche Hilfsschalter sind nicht notwendig, es brauchen nur alle nicht
betätigten Fahrschalter auf Null zu stehen. In Fig.2 ist noch der gesamte Starkstromverlauf
von der Oberleitung bis zur Erdrückleitung schematisch eingezeichnet für den Fall,
daß die beiden Motorgruppen der beiden Illinge in Reihenschaltung liegen. Der Stromverlauf
ist folgender: Fahrleitung, Motorgruppe des Illings I, zrti-ei parallel e2-M2, Anlaßwiderstand
r, Motorgruppe des Illings II, d,-s3'-d4-parallel zu s5 d5 -s5 -e2 -s2 -d,'-m.',
Erde.
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Die in Fig. i und 2 dargestellte Leitungsführung mit 2 X 5 durchgehenden
Starkstromkupplungsleitungen ermöglicht Vorwärtsfahrt und Bremsen sowohl mit serienparallel
gesteuerten Motorgruppen beider
Wagen als auch mit serienparallel
gesteuerten Motoren des führenden Illings und parallel geschalteten Motoren des
zweiten Wagens, ferner Fahren vorwärts und Bremsen mit jedem Einzelmotor (bzw. jedem
hintereinandergeschalteten Motorpaar) des Führerwagens. Rückwärts ist Fahren und
Bremsen nur mit den Führerwagenmotoren'in Serienparallelschaltung möglich, was auch
für den Betrieb ausreichend ist, da rückwärts nur auf kurzen Strecken langsam gefahren
zu werden braucht. Auch bei Rückwärtsfahrt erfolgt jedoch die Steuerung des ganzen
Zwillingswagens von dem gleichen Führerschalter aus.
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Die Kabelquerschnitte können dadurch, daß alle Kupplungsleitungen
doppelt vorhanden sind, klein bemessen werden, was namentlich für die mehrpoligen
Steckerkabel von Vorteil ist. Außerdem ist das richtige Arbeiten der Schaltung auch
dann noch gewährleistet, wenn eine der vier Kupplungen nicht eingesteckt oder irgendwie
unterbrochen ist.
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Bei Fahrt mit einem Illing allein sind die Stecker auf beiden nicht
gekuppelten Stirnseiten der Einzeltriebwagen in die an dem gleichen Wagenende befindlichen
Steckdosen eingesteckt. Die dann entstehenden Ringleitungen sind bei Einzelfahrt
jedoch außer Benutzung und von den übrigen Leitungen abgeschaltet.
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In Fig. 3 und q. ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltung
und Kupplungseinrichtung für Zwillingswagen dargestellt, das auf den gleichen Grundsätzen
aufgebaut ist, jedoch gegenüber dem in Fig. z und a gezeichneten Beispiel nur :2
j< 3 Kupplungsleitungen benötigt.
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Die Ringleitungen sind bei dieser Schaltung aufgelöst. ?` ur drei
Leitungen gehen von einem Wagenkopf zum anderen durch (s12, s,3 und V bzw.
s"', s,3 und V'), während sechs Leitungen (sli, d12, d139 d14, d15, dl.,
bzw. sli , d121 d,3'9 d14 , d,5', diB) nur bei je einem Wagenkopf
angeschlossen sind. An jeder Stirnwand der Illinge sind wieder je eine Dose und
ein durch ein mehrpoliges Kabel mit dem Wagen fest verbundener Stecker (Schwanzkupplung)
angebracht, der am freien Wagenende in die eigene Steckdose, am Kuppelende in die
Steckdose des angekuppelten Wagens eingeführt ist. Der Fahrschalter f" bzw. f8 ist
mit der Dosenleitung d" bzw. d13 der einen Stirnwand A und mit der Dosenleitung
d14 bzw. d14 der anderen Stirnwand B und außerdem mit der Steckerleitung s11 bzw.
sli der Stirnwand A und der durchgehenden Steckerleitung s,3 bzw. s13 verbunden,
der Fahrschalter f b bzw. f b' mit den Dosenleitungen d15 bzw.
d15 und d16 bzw. d18 der einen Stirnwand B und der Dosenleitung d12 bzw. d12' der
anderen Stirnwand A und außerdem mit der durchgehenden Steckerleitung s12 bzw. s,2'
verbunden. Die außerdem noch vorhandene durchgehende Leitung v bzw. h' ist mit keinem
der beiden Fahrschalter verbunden, sondern nur an der einen Wagenstirnwand A an
eine Steckdose und an der anderen Stirnwand B an einen Stecker angeschlossen. Der
Motor ml bzw. m,' ist an den Fahrschalter fa bzw. f"', der Motor in, bzw. in2' ist
an den Schalter f6 bzw. fb geführt und die Schalter untereinander noch durch Hilfsleitungen
k bzw. 1z' miteinander verbunden. An der Schaltung nach Fig. 3 und q. wird nichts
geändert, wenn an jeder Wagenstirnwand die Leitungsanschlüsse der Steckdosen mit
denen der Stecker vertauscht werden. Auch für diese Schaltung ist die gegenseitige
Stellung der miteinander gekuppelten Triebwagen zu einem Zwillingswagen völlig gleichgültig.
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Bei Fahrt mit zwei Illingen werden die Motoren wieder zu zwei Gruppen
mit ständig parallel geschalteten Motoren zusammengefaßt. Die Schaltmöglichkeiten
dieser zweiten Schaltung sind gegenüber der Schaltung mit fünf Ringleitungen noch
vermehrt, weil nicht nur die Motoren jedes Illings für sich eine Gruppe bilden können,
sondern auch je ein Motor (bzw. j e zwei Motoren halber Spannung) des ersten Illings
mit je einem Motor des zweiten Illings zu einer Gruppe zusarnmengefaßt werden kann.
Für den letztgenannten Fall ist in Fig. q. der Starkstromverlauf eingezeichnet,
und zwar für in Serie liegende Motorengruppen. Wie ersichtlich, ist in diesem Fall
der Motor in, des Illings I zu einer Gruppe parallel geschaltet mit dem Motor m3
des Illings II und der Motor m2 des Illings I parallel zu dem Motor m,' des Illings
II. Zwischen beiden Motorgruppen liegt der Anfahrwiderstand r. Daß die Motoren des
zweiten angekuppelten Illings jeweils in der für die Fahrtrichtung erforderlichen
richtigen Weise geschaltet sind, wird durch die besondere Art der Anordnung der
Kuppelleitungen bewirkt.
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Die Schaltung gestattet Vorwärtsfahren und Bremsen mit allen Motoren
in zwei serienparallel gesteuerten Gruppen, ferner Einzelfahrt und Bremsen mit jedem
Motor allein und Rückwärtsfahrt und Bremsen mit den Motoren des Führerwagens.
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Zu bemerken ist noch, daß die Schaltungen auch für solche Triebwagen
verwendet werden können, die nur an einem Kopf einen Fahrschalter besitzen, jedoch
an beiden Wagenenden beliebig kuppelbar sind. An dem Wagenende, an dem kein Fahrschalter
eingebaut ist, werden die Leitungen dann der Nullstellung entsprechend miteinander
verbunden.