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Fahrsteuerung von aus zwei oder mehreren elektrischen Triebwagen bestehenden
Zügen Besteht ein Zug aus zwei oder mehreren Motorwagen, so besteht die Aufgabe,
diese Wagen von einer zentralen Stelle aus zu steuern. Dies geschieht gewöhnlich
mit Hilfe elektromagnetisch oder elektropneumatisch betätigter Schütz- oder Schaltwerksteuerungen,
wie sie für Triebwagenzüge bekannt sind. Derartige Ausrüstungen erfordern jedoch
die Anwendung von elektromagnetisch oder elektropneumatisch gesteuerten Geräten,
die durch Steuerstrom geringer Spannung bedient werden. Abgesehen davon, daß diese
Steuerspannung in den meisten Fällen nur durch einen Umformer beschafft werden kann,
wird auch die Raumfrage durch die verschiedenen erforderlichen Geräte ungünstig
beeinflußt.
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Greift man dagegen zur direkten Steuerung durch Starkstromfahrschalter,
so fallen zwar diese Nachteile fort, jedoch ist dann eine mehr oder weniger große
Anzahl von Starkstromkuppelleitungen erforderlich. Die bekannten Ausführungen besitzen
den weiteren Nachteil, daß beim Übergang von der Fahrt mit einem Motorwagen zur
Fahrt mit zwei gekuppelten Motorwagen die Schaltung der Motoren geändert werden
muß. So werden beispielsweise bei einem Fahrzeug mit zwei Motoren bei Einzelfahrt
die beiden Motoren in Serienparallelschaltung zueinander angelassen.. Sollen dagegen
zwei gleiche Fahrzeuge von einem Fahrschalter aus gesteuert werden, so werden die
beiden Motoren jedes Wagens zueinander parallel geschaltet. Die so gebildeten beiden
Gruppen mit je zwei dauernd parallel geschalteten Motoren werden dann in Serienparallelschaltung
angelassen. Es muß also die Motorschaltung bei Gruppenfahrt gegenüber Wageneinzelfahrt
geändert werden. Hiermit ist der Nachteil verbunden, daß die Fahrtrichtungswalze,
welche diese Umschaltung vornimmt, mehr Kontaktfinger erhalten muß und außerdem
die Abwicklung der Walze sehr schwierig und die ganze Anordnung teuer wird.
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Durch die Erfindung werden die Vorteile einer Steuerung durch Starkstromfahrschalter
auch für Zugsteuerungen, jedoch mit einer geringen Anzahl von Kuppelleitungen, nutzbar
gemacht. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, daß bei Fahrt mit mehreren
Motorwagen sowohl die Reihenschaltung als auch die Parallelschaltung der Motoren
jedes Wagens dieselbe ist wie die Reihenschaltung bzw. Parallelschaltung der Motoren
eines Wagens bei Einzelfahrt und auf den Parallelstellungen in einem Motor bzw.
einer Motorgruppe, die Stromrichtung im Anker und Feld gegenüber der Reihenschaltung
derart geändert wird, daß nur zwei Starkstrom-Kuppelleitungen erforderlich sind.
Die Erfindung ermöglicht diese dadurch, daß
die Fahrtrichtungswalzen
je zwei durch Stromschlußstücke verbundene Sätze von Kontakten haben, die durch
Kuppelleitungen paarweise miteinander verbunden sind, wobei ein Motor bzw. eine
Motorgruppe zwischen diesen Kontaktsätzen und der andere Motor bzw. die andere :Motorgruppe
zwischen dem zweiten Kontaktsatz und der Erde liegen und die Stromzuführung bei
Reihenschaltung an den ersten Kontaktsatz angeschlossen ist, während bei Parallelschaltung
die Stromzuführung an den#'zweiten zwischen den Motoren bzw. den Motorgruppen liegenden
Kontaktsatz angeschlossen und der erste Kontaktsatz geerdet ist. Dadurch erhält
die Fahrtrichtungswalze für die Steuerung eines.Zweiwagenzuges genau -die gleiche
Abwicklung wie für die Steuerurig eines einzelnen Wagens. Es kommen auf der Stellung
für Zweiwagenfalirt lediglich zwei Kontaktfinger zum Anschluß der beiden Starkstromkuppelleitungen
hinzu. Zweckmäßig erhält die Fahrtrichtungswalze des Fahrschalters außer den normalen
Stellungen für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt, für Fahrt mit einem und zwei ':Motoren
noch zwei zusätzliche Stellungen. Die eine Stellung wird bei Fahrt mit mehreren
Motorwagen im führenden Fahrschalter, die andere dagegen im Endfahrschalter des
"Zuges eingestellt. Über besondere Ordnungskontakte auf den Fahrtrichtungswalzen
werden die Motorgruppen der Triebwagen parallel geschaltet und gemeinsam angefahren.
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Das in der Zeichnung dargestellt Ausführungsbeispiel zeigt die - Steuerung
der Motoren von drei und zwei Motorwagen. In der Abb. i ist eine Schaltung für die
Steuerung dreier Motorwagen dargestellt. Es bedeutet io die Fahrleitung, ii den
Anlaßwiderstand, 38 den Fahrschalter des führenden Wagens, bei dem die Kontakte
für die Widerstandsschaltung einfachheitshalber fortgelassen sind, 23 die Fahrtrichtungswalze
und 25, 27 die Motoren des führenden Wagens, 23' bzw. 23" die Fahrtrichtungswalzen
und 25' und 27' bzw. 25", 27" die Motoren der geführten Wagen. Der Widerstand i
i besteht aus mehreren Zweigen, von denen jeweils so viele parallel geschaltet werden,
als Wagen gesteuert werden sollen.
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Die Fahrtrichtungswalzen haben folgende Schaltstellungen 45 Stellung
der Walze 23 des führenden Wagens bei Gruppenfahrt, 4.l> Stellung der Walze 23 des
führenden Wagens bei Fahrt mit den Motoren der geführten Wagen.
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r Vorwärtsfahrt mit den Motoren des führenden Wagens allein, t Vorwärtsfahrt
mit dem Motor 25 des führenden Wagens allein, v Vorwärtsfahrt mit dem Motor 27 des
führenden Wagens allein.
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44 Stellung der Walzen 23' und 23" der geführten Wagen bei Gruppenfahrt.
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s Rückwärtsfahrt mit den Motoren des führenden Wagens allein, u Rückwärtsfahrt
mit dem Motor 25 des führenden Wagens allein, w Rückwärtsfahrt mit dem Motor z7
des führenden Wagens allein.
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Die in den Stellungen r, t, v, s, u und w geschlossenen Verbindungen
sind nicht mit abgebildet, um eine leichte übersichtliche Darstellung zu erhalten.
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Es sei angenommen, daß sich die Fahrtrichtungswalzen 23' und 23" der
geführten Wagen in der Stellung 4q., diejenige des führenden Fahrschalters 23 in
der Stellung 45 befinden. Wird nun die Hauptwalze 38 des führenden Fahrschalters
in die Serienstellungen i bis 5 bewegt, so wird folgender Stromkreis hergestellt:
Von der Oberleitung io über den Stromabnehmer und den Anfahrwiderstand ii, den Kontaktfinger
12 der Hauptwalze 38, die Walzensegmente 39, den Kontaktfinger 1d., den entsprechend
bezeichneten Finger der Fahrtrichtungswalze 23, das Walzensegment 16, den Kontaktfinger
33, den Anker 25 und das Feld 26 des ersten Motors im führenden Wagen, Kontaktfinger
4.7 der Fahrtrichtungswalze 23, dessen Walzensegment 18, den Kontaktfinger 34 und
den Anker 27, sowie das Feld 28 des anderen Motors im führenden Wagen zur Erde.
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Durch das Walzensegment 16 der Fahrtrichtungswalze 23 werden auch
die Kontaktfinger 15 und'14 verbunden. Hierdurch wird der Stromkreis für die Motoren
der geführten Wagen hergestellt, der folgendermaßen verläuft: Kontaktfinger 15 über
die Kuppelleitung q.2, die Kontaktfinger 19 der Fahrtrichtungswalzen 23' und 23"
der geführten Wagen: Die Walzensegmente 2o, die Kontaktfinger 35, die Anker 25'
bzw. 25" und die Felder 26' bzw. 26", die Kontaktfinger 36 der Fahrtrichtungswalzen
23' bzw. 23", die Walzensegmente 22, die Kontaktfinger 37, die Anker 27' bzw. 27"
und die Felder 28' bzw. 28" zur Erde.
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Die Motoren eines jeden Wagens arbeiten demnach auf den Fahrschalterstellungen
i bis 5 in Reihenschaltung, während dieMotorgruppen der drei Motorwagen parallel
geschaltet sind. Beim Weiterdrehen der Hauptwalze 38 von der Reihenstellung 5 in
die Parallelstellung 6 wird der Kontaktfinger 13 infolge der Kontaktüberlappung
durch den Walzenbelag 40 mit dem Finger 12 verbunden, bevor der Finger 14 von dem
Belag 39 abgeglitten ist. Hierdurch werden die Motoren 25, 25' und 25" vorübergehend
kurzgeschlossen.
Man braucht also die Motoren nicht vom Netz abzuschalten,
so daß eine Leistungsunterbrechung und damit auch eine Wegnahme des Drehmomentes
vermieden wird. Es erhalten dann nur die Motoren 27, 27' und 27" Strom aus dem Netz.
DerStromkreis für den Motor 27 verläuft wie folgt: Vom Kontaktfinger i2 über den
Walzenbelag .4o der Hauptwalze 38, den Kontaktfinger 13 nach dem gleichbezeichnetenFinger
der Fahrtrichtungswalze 23, deren Segment i8 den Finger 34, den Anker 27 und das
Feld 28 zur Erde.
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Durch das Walzensegment 18 der Fahrtrichtungswalze 23 wird jedoch
auch der Kontaktfinger 17 mit dem Finger 13 verbunden. Hierdurch wird der Stromkreis
für die Motoren 27' und 27" der geführten Wagen hergestellt. Vom Kontaktfinger
17 über die Kupplung 43, die Kontaktfinger 21 der Fahrtrichtungswalzen 23' bzw.
23", die Walzensegmente 22, die Kontaktfinger 37, die Anker 27' bzw. 27" und die
Felder 28 bzw. 28" zur Erde.
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Beim Erreichen der Stellung 6 läuft der Finger 14 vom Walzensegment
39 ab. In der Stellung 6 wird der Kontaktfinger 14 dann über die Walzensegmente
41 mit der Erde g verbunden. Infolgedessen werden die Motoren 25, 25', 25" parallel
zu den bereits arbeitenden Motoren 27, 27' und 27" geschaltet. Im führenden Motorwagen
fließt dann der Strom vom Kontaktfinger 13 der Hauptwalze 38 über den gleichbezeichneten
Kontaktfinger der Fahrtrichtungswalze 23, das Walzensegment 18, den Kontaktfinger
47, das Feld 26, den Anker 25, den Kontaktfinger 33, das Walzensegment 16, den Kontaktfinger
14 und den gleichbezeichneten Finger der Hauptwalze 38 über die Walzensegmente 41
zur Erde g.
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In den geführten Wagen fließt der Strom für den Motor 25' bzw. 25"
vom Kontaktfinger 13 der Hauptwalze 38 über das Walzensegment i8 der Fahrtrichtungswalze
23, den Kontaktfinger 17, die Kuppelleitung 4.3, den Kontaktfinger 21 der Fahrtrichtungswalze
a3' bzw. a3", die Walzensegmente 22, die Kontaktfinger 36, die Felder 26' bzw. 26",
die Anker 25' bzw. 25", die Kontaktfinger 35 der Fahrtrichtungswalze 23' bzw. 23",
die Walzensegmente 2o, die Finger i9, die Koppelleitung 42, den Finger 15 der Fahrtrichtungswalze
23 des führenden Wagens, das Walzensegment i6, den Finger 14, den entsprechenden
Finger 14 der Hauptwalze 38, die Walzensegmente 41 zur Erde g.
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Während bei der Reihenschaltung der Fahrstrom der Motoren 25, 25'
und 25" in der Richtung vomAnker zum Feld floß, wird bei der Parallelschaltung in
diesen Motoren die Stromrichtung sowohl im Anker als auch im Feld umgekehrt. Eine
Änderung der Drehrichtung tritt dadurch bekanntlich nicht ein. Es ist jedoch durch
diese Schaltung möglich, mit insgesamt nur zwei Starkstrom-Kuppelleitungen auszukommen.
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Wird bei Fahrt mit zwei oder drei Motorwagen in den geführten Wagen
ein Motor fehlerhaft, so kann mit den Motoren des führenden Wagens allein weitergefahren
werden. Die Motoren des dritten Wagens können auch durch Öffnen der Kupplungen 42
und 43 oder durch Schalten der F ahrtrichtungswalze 23" in die Nullstellung abgeschaltet
werden; in diesem Falle bleiben auch die Motoren des zweiten Wagens im Betrieb.
Tritt ein Fehler im führenden Wagen ein, so wäre es möglich, mit den noch arbeitenden
Motoren des führenden Wagens allein weiterzufahren. Es würden jedoch in diesem Falle
außer dem defekten Motor des führenden Wagens sämtliche Motoren der geführten Wagen;
also mindestens 75"1" aller Motoren, ausfallen. Der noch arbeitende Motor würde
dabei stark überlastet werden.
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Um dies zu verhindern, wird die Fahrtrichtungswalze des führenden
Wagens in eine besondere Kontaktstellung gebracht, in der sämtliche Antriebsmotoren
des führenden Wagens abgeschaltet sind. Es arbeiten dann -nur die Motoren der geführten
Wagen, die vom vorderen Fahrschalter des führenden Wagens gesteuert werden. Die
Fahrtrichtungswalzen der -geführten Wagen brauchen hierbei nicht verstellt zu werden.
Diese Wirkungsweise der Steuerung in der Anwendung auf zwei Motorwagen sei an Hand
der Abb. 2 näher beschrieben.
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Die Fahrtrichtungswalze 23 des führenden Wagens wird aus der Stellung
45 (wieAbb. i zeigt) in die Stellung 46 gebracht. Von den Fahrtrichtungswalzen 23
und 23' des führenden und des geführten Wagens sind nur die verwendeten Schaltstellungen
und Kontakte dargestellt. Befindet sich die Hauptwalze 3.8 in den Reihenstellungen,
so fließt der Strom: Vom Netz io über den Stromabnehmer, den Widerstand i i, den
Kontaktfinger 12, das Walzensegment 39, den Kontaktfinger 14 zu dem entsprechenden
Kontakt 14 der Fahrtrichtungswalze 23, das Walzensegment 48, den Kontaktfinger 15,
die Kupplung 42, den Kontaktfinger i9 der Fahrtrichtungswalze 23' im geführten Wagen,
das Walzensegment 2o, den Kontaktfinger 35, den Anker a5' und das Feld 26' des einen
Motors, den Kontaktfinger 36 der Fahrtrichtungswalze 23', das Walzensegment 22,
den Finger 37, den Anker 27' und das Feld 28' zur Erde.
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Die beiden Motoren 25' und 27' des geführten Wagens arbeiten
in Reihenschaltung,
während die Motoren des führenden Wagens stromlos
sind. Wird die Hauptwalze 38 in die Parallelstellungen gebracht, so wird der Strom
im Anker 25' und Feld 26' umgekehrt, während bei dem Motor 27' die Stromrichtung
unverändert bleibt. Diese Art der Motortrennschaltung ist natürlich auch bei anderen
Motorschaltungen, als vorstehend beschrieben, anwendbar.