DE641826C - Bremssteuerung fuer elektrische Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

Im Patent 641 251 ist leine Steuerung· elektrischer Triebfahrzeuge für Kurzschlußbremsung unter Sichutz gestellt, welche auch beim Ausbleiben der Streckenspannung oder beim Versagen der Stromabnehmer die elektrische Steuerung der Kurzschlußbremse gestattet. Dies wird dadurch erreicht, daß der Strom zum Steuern der Bremse einem Umformer entnommen wird, der von Triebmotoren gespeist ist.

Häufig wird außer den elektrischen Bremseinrichtungiein eine zusätzliche mechanische Bremse gefordert, welche auch bei Zugtrennung in Wirksamkeit treten soll. Solche

.15 Bremsen wurden beispielsweise bei Triebwagenzügen in Gestalt selbsttätig ansprechender, durch Federkraft betätigter Reibungsbremsen ausgeführt.

Gemäß der Erfindung wird nun zur Speisung der Bremslüfter für die elektromechanischen Bremsen der für die Steuerspannung vorgesehene Umformer verwendet. Hierbei ergibt sich der Vorteil,, daß nach Abbremsung des Fahrzeugs, also bei der Drehzahl Null, die elektromechanische Bremse selbsttätig· angezogen wird, da die den Bremslüfter speisende Spannungsquelle, nämlich der Umformer nach dem Hauptpatent, bei Still stand des Fahrzeugs die Spannung Null auf-, weist. Die Wirkungsweise der aus dem Hauptpatent und der vorliegenden Erfindung vereinigten Anordnungen ist .also folgendermaßen: Beim Einleiten der Kurzschluß bremsung liefert der Umformer die Steuerspannung. Mit Hilfe dieser Steuerspannung wird nun die Kurzschlußbremsung, unabhängig davon, ob Netzspannung vorhanden ist oder nicht, geregelt und damit das Fahrzeug allmählich zum Stillstand gebracht. Während dieser ganzen Zeit ist der Bremslüftmagnet der elektromechanischen Zusatzbremse von der gleichbleibenden Spannung des Umformers erregt. Bei Stillstand des Fahrzeugs- fällt diese Erregung durch Ausbleiben der Spannung am Umformer fort, und die mechanische Haltebremse zieht ohne Zutun des Führers an.

Durch die Erfindung wird auch ein weiterer Vorteil erzielt, welcher darin besteht, daß die Forderung der Regelbarkeit auch für selbsttätige mechanische Bremsen erfüllt wird. Zu diesem Zweck wird der dem Bremslüfter zugeführte Umformerstrom und damit die Lösekraft und der als Bremskraft verbleibende Anteil der Federkraft der mechanischen Bremse geregelt. Es ist zwar be-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Ernst Dozier in Berlin-Charlottenburg.

kannt, die Bremskraft magnetischer Bremsen durch Änderung des Erregerstromes, zu regem. Die vorliegende· Anordnung ist aber insofern günstiger, als die Regelung nicht im Stromkreis der Erregerwicklungen selbst !..erfolgt, sondern durch entsprechende Rege>; lung des Umformers die dem Magnet zugfey führte Spannung verändert wird. Hierdurch wird die Anordnung insofern bedeutend vereinfacht, als man ohne Schwierigkeiten eine Vielfachsteuerung der elektromechanischen Bremsen ausführen kann. Man braucht zu diesem Zwecke im wesentlichen nur mit Hilfe durchgehender Steuerleitungen die Erreger-Wicklungen sämtlicher Umformer zu beeinflussen. Besonders günstig ist die Anordnung dann, wenn zur Speisung der Erregerwicklungen der Umformer in den mitgeführten ' Fahrzeugen derjenige Umformer dient, welcher im führenden Fahrzeug· angeordnet ist.

Im Nachstehenden sind eine Anzahl von

Ausführungsbeispielen beschrieben, und zwar sowohl bezüglich der elektrischen Schaltung als auch der mechanischen Anordnung der Bremsvorrichtungen.

Die Regelung des dem Bremslüfter zugeführten Umformerstromes kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. durch Widerstände über einen Hilfsfcontroller. Außerdem sei auch auf folgende Möglichkeit hingewiesen: Infolge der dem Umformer eigenen Freizügigkeit kann er im Führerstand in der Nähe des Fahrschalters Aufstellung finden. Man kann nun die Regelung des vom Umformer abgegebenen Stromes in einfachster Weise durch Verstellen des generatorseitigen Bürstenjoches vornehmen, wozu nur ein leichtes und ^einfaches Betätigungsgestänge nötig ist; damit entfällt eine besondere elektrische Regelungseinrichtung.

Während des Gebrauchs der Kurzschlußbremse ist die gleichzeitige Betätigung der elektromechanischen Bremse unzulässig, weil beide Bremsen zusammen erne zu starke Bremswirkung ausüben und dadurch die Räder blockieren würden. Es ist deshalb dafür Sorge zu tragen, daß auch beim Ausbleiben der Fahrleitungsspannung die elektromechanische Bremse nicht anspricht, wenn bereits die Kurzschlußbremsung eingeleitet oder durch die Ingangsetzung des Umformers vorbereitet ist. Es wird deshalb die Anordnung so· getroffen, daß mit dem Anlaufen des Umformers oder spätestens mit dem Beginn der · Kurzschlußbremsung die Speisung des vom Umformer gesteuerten Bremslüfters .einsetzt, während das Frischstromsolenoid des Bremslüfters noch an das Netz angeschlossen bleibt. Es wird damit gleichzeitig vermieden, daß während des Über- , gangs von Netzsteuerstrom auf Umformersteuerstrom die elektromechanische Bremse unnötig anspricht. Innerhalb dieses Betriebszustandes hat also' auch ein Ausbleiben der ,.Netzspannung kein Ansprechen der el'ektro-/,ntechanischen Bremse zur Folge, weil sie 'ber-eits durch den vom Umformer betriebenen Bremslüfter gelöst gehalten wird. Dieser Sachverhalt ist zulässig bzw. notwendig, weil entweder eine Bremsung nicht gewollt ist oder weil die Kurzschlußbremsung bereits in Tätigkeit ist und weitere Bremskräfte nicht angewendet werden dürfen. Auf welche Weise trotzdem eine Notbremsung durchgeführt werden kann, wird im Verlauf der weiteren Beschreibung dargelegt werden.

Wird zur elektromechanischen Bremse übergegangen, so· muß unmittelbar vor dem Beginn der Bremsregelung die Stromzufuhr des mit Frischstrom gespeisten Bremslüfters unterbrochen werden, damit hierdurch die elektromechanische Bremse ausschließlich unter dem Einfluß des Umformers steht. Zweckmäßig wird die Abschaltung des Frischstrombremslüfters mit dem Beginn der elektromechanischen Bremsregelung zwangsläufig verbunden, um den Führer von zusätzlichen Bedienungsmaßnahmen, welche unter Umständen versäumt werden können, zu ent- go lasten. Damit andererseits während der elektromechanischen Bremsung nicht gleichzeitig die Kurzschlußbremse benutzt werden kann, wird mit dem Beginn der Bremsregelung auch die Abschaltung der Steuerorgane der Kurzschlußbremse verbunden. Diese Maßnahme bietet den weiteren Vorteil, daß Störungen in den Steuerorganen der Kurzschlußbremse, derentwegen unter Umständen die Benutzung der elektromechanischen Bremse notwendig war, sich nicht auf die Strom^ kreise der letzteren auswirken können.

Da durch das Hauptpatent und durch die beschriebene elektromechanische Bremsregelung auch bei ausbleibendem Fahrleitungsstrom eine sichere Bremsung des Fahrzeugs gewährleistet wird, ist ein ungewolltes, durch die Unterbrechung der Fahrleitungsspannung hervorgerufenes Ansprechen der elektromechanischen Bremse auch während der Fahrt mit oder ohne Kraft nicht mehr nötig noch erwünscht. Die elektromechanisehe Bremse wird abfer beim Ausbleiben des Fahrleitungsstromes während der Fahrt eine kurze Zeit vorübergehend ansprechen. Infolge des im Hauptpatent erwähnten selbsttätigen Umstellens der Fahrtbremssender bei Stromlosigkeit und des damit verbundenen selbsttätigen Anlaufs des Umformers sowie zufolge der angegebenen Wirkungsweise des vom Umformer gespeisten Bremslüfters wird die elektromechanische Bremse wieder gelöst

und neuerdings in Bremsbereitschaft gebracht. Da während der kurzen Zeit, innerhalb welcher sich diese Vorgänge abspielen, keiner der beiden Bremslüfter erregt ist, besteht in diesem Zeitraum auch keine bremslösende Kraft, so daß die Bremse, wenn auch nur kurzzeitig, voll zur Wirkung kommt. Es können hiermit auf das Fahrzeug unangenehm empfundene Stöße verbunden sein, weshalb 'eine Unterdrückung solcher unbeabsichtigter Bremswirkungen wünschenswert ist. Sie läßt sich durch Anbringung einer pneumatischen oder hydraulischen Dämpfungseinrichtung bekannter Art erreichen, 'durch welche das Einsetzen der mechanischem Bremse während des stromlosen Übergangs von der Tätigkeit des einen Bremslüiters. zur Tätigkeit des anderen gemessen;, verzögert wird.

Obwohl bei dem geschilderten, aus einer Kurzschlußbnemse und aus einer regelbaren elektromechanischen Bremse bestehenden, von der Fahrleitung unabhängigen Bremssystem, dessen Kurzschlußbremse als Haupt- und Betriebsbremse dient, beide Bremsen wahlweise ohne besondere Umstellungsmaßnahmen bedient werden können, kann sich der Gebrauch der !elektromechanischen Bremse nur auf 'die aushilfsweise Benutzung im Falle einer vorausgegangenen Stör-ung der Kurzschlußbremsie beschränken. Wenn im Bedarfsfalle die elektromechanische Bremse betätigt werden muß, 5© kann dies völlig; nach Maßgabe der augenblicklichen Erfoordernasse mit Hilfe der geschilderten Einrichtungen geschehen. Ebenso hat man es. in der Hand, jede gewünschte Verminderung der Bremswirkung durch die Regelung des Umformerstuomes 'eintreten zu lassen. Bei betrieb smäßiger Bremsung speisen 'die Umformer nach der im Hauptpatent beschriebenen Schaltung lediglich die Steuerungseinrichtung der Kurzschlußbremsstromkreise, während die eäektromechanische Bremse außer Wirksamkeit bleibt.

Es ist zu beachten, daß die Speisung der Bremslüfter erst dann von den Umformern aufgenommen werden darf, wenn sich deren Generatoren ausseichend erregt haben. Damit der Anschluß der Bremslüfter rechtzeitig, also nicht zu früh, aber auch ohne unnötigen Zeitverlust ohne' Zutun des; Fahrzeugführers und damit unabhängig von dessen Aufmerksamkeit oder Geschicklichkeit, bewirkt wird; wird das, Einschalten der Bremslüfter einem von der Uniformerspannung beeinflußten Relais zugewiesen.

Eine elektromechanische Bremseinrichtung nach der Erfindung ist in Abb. 1 dargestellt. Es bedeutet T einen Triebmotor eines Fahrzeugs, dessen Welle unmittelbar von der elektromechanischen Bremse B abgebremst werden kann. M und G bilden den nach dem Hauptpatent angegebenen Umformersatz, bestehend aus Motor M und Generator G, wohei· die Klemmen des Umformer-Motors M an die Klemmen des Triebmotors T angeschlossen sind. Die elektromechanische Bremse B wird durch die an dem mit einer Dämpfungseinrichtung D versehenen Hebel H angreifende Feder F angezogen gehalten. Die Bremslüfter, von denen der eine, Lf, betriebsmäßig vom Netzsteuerstrom (Leitungen N)₁ und der andere, L_n, bedarfsweise vom Umformerstrom gespeist wird, halten, solange sie mit Strom beschickt werden, die Bremse entgegen der Wirkung der Feder F gelöst. Der Widerstand W im Stromkreis des Umformer-Generators gestattet, die Lösekraft des Bremsiüfters L_n willkürlich zu regeln. Das Relais R besorgt den rechtzeitigen Anschluß des Bremslüfters L_n an den Umformer-Generator selbsttätig.

Das Fahrzeug befindet sich in Fahrt, und der Motor T hat daher nach Abschaltung] vom Netz eine Spannung, mit welcher der Umformer-Motor M gespeist wird. Der Umformer-Generator G entwickelt eine Spannung, so daß das Relais R anzieht und den Bremslüfter L_n, und zwar bei Vorhandensein _go einer ausreichenden Spannung, an die Klemmen des Umformer-Generators G legt. Nunmehr wird durch Bewegen. des Schleifkontaktes am Widerstand W die Stromstärke des Bremslüfters; L_n und damit die Stärke der Bremskraft geregelt. Der Schalter 5 unterbricht dabei zwangsläufig die Speisung des Bremslüfters Lf; sobald also mit der Bremsregelung durch den Umformerstrom begonnen wird, ist der Bremslüfter Lf wirkungslos.

Am Schluß 'des Bremsvorganges, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit stark gesunken ist und der Umformer infolgedessen eine geringe Drehzahl angenommen hat, beginnt der Umformer-Generator labil zu arbeiten. Die Mittel zur Beseitigung der Rückwirkungen der dabei auftretenden Stromunterbrechung auf die Schütze der Kurzschlußbremse wurden bereits im Hauptpatent beschrieben. Ebenso·" ist es notwendig, Gegenmaßnahmen no gegen die Auswirkungen der labilen Ströme auf die lelektromechanische Bremse zu ergreifen, um stark wechselnde Bremswirkungen zu vermeiden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Bremslüfter erst die n₅ Kraft einer besonderen vorgespannten Feder zu überwinden hat, bevor er gegen die !eigentliche Bremsfeder wirkt. Die Vorspannung ist so zu wählen, daß sie erst dann überwunden wird, wenn der Bremslüfter von einem Strom stabiler Größe durchflossen wird. Dies wird bei der Beschreibung 'der Abb. 2 näher erläutert»

Die Abb. 2 veranschaulicht eine derartige Ausgestaltung der elektromechanischen Bremse. Die Anordnung ist im wesentlichen, dieselbe wie in der Abb. 1, jedoch ist der Kern des Bremslüfters L_n nicht unmittelbar am Bremshebel H angelenkt, sondern über eine Lasche "mit einem _ Langloch O. Gleichzeitig steht der Kern dauernd unter dem Einfluß der vorgespannten Gegenfeder F₁, deren Vorspannung durch den Anschlag P festgelegt ist. Der Kraftschluß zwischen Bremslüfter und Bremshebel tritt erst dann ein, wenn der Bremslüfter die Vorspannung der Feder F₁ überwunden hat.

Der Bremslüfter Lf ist normalerweise erregt und. hält die Feder F gespannt. Beim Anziehen des Bremslüfters gleitet der Zapfen Z des Bremshebels H im Langloch O der Lasche nach oben. Das Langloch ist ίο so bemessen, daß der Zapfen Z bei aberregtem Bremslüfter L_n mit diesem nicht in Eingriff kommt. Wird nun der Bremslüfter L_n erregt, dann bewegt er die Lasche mit dem Langloch nach oben, so daß der Bremslüfter über den ZapfenZ mit den Federn/⁷ und/⁷! verbunden ist. Wird der Erregerstrom des Bremslüfters durch Widerstandsregelung herabgesetzt, dann gibt der Bremslüfter nach, und die Federn bewegen den Bremshebel H allmählich nach unten. Dabei halten sich der Bremslüfter einerseits und die Federn andererseits das Gleichgewicht. Unterhalb des Punktes, an welchem die Nase N₁ mit dem Anschlag P in Eingriff kommt, hat der Bremslüfter auf den weiteren Verlauf der Bremsung keinen Einfluß mehr. Es wirkt vielmehr nur die Feder F, welche die Bremsbacken vollkommen anlegt.

Bei einer bestimmten Vorspannung der Feder F₁ 'kommt der Zapfen Z mit dem Bremslüfter L_n außer Eingriff, sofern der Erregerstrom einen bestimmten Wert unterschreitet. Diesen Stromwert kann man also durch Bemessung der Vorspannung der Feder F₁ einstellen; man wird daher die Vorspannung der Feder ^₁ für jenen Strom bemessen, bei welchem der Umformer labil wird, bei welchem also· eine weitere Beeinflussung des Steuervorgangs durch den Umformerstrom nicht erwünscht ist.

Nach der Beendigung des im Hauptpatent beschriebenen Anlaufvorgangs des Umformers können Pendelungen dadurch zustande kommen, daß der vom Umformer-Motor aufgenommene Strom unter den Grenzbetrag sinkt, der für die Aufrechterhaltung der Selbsterregung des Triebmotors nötig ist. Dadurch fällt die Erregung und damit die Stromabgabe des Triebmotors an den Umformer-Motor ab. Infolge des Zurückgehens oder Verschwindens der elektrischen Arbeitszufuhr sinkt die Drehzahl des Umformers so lange, bis die erzeugte Gegenspannung gering genug geworden ist, um wieder einen für die Selbsterregung des Triebmotors ausreichenden Strom zuzulassen. Mit dem Wiedereintreten der Selbsterregung beginnt der Vorgang von neuem abzulaufen. Die Pendelungen sind so- lange bedeutungslos, als der Umformer keinen Steuerstrom abzugeben hat. Sie sind aber auch ohne Einfluß auf die Steuerung der Kurzschlußbremse, weil der einmal in Gang gesetzte Umformer infolge der gespeicherten Schwungkraft seiner Anker imstande ist, kurzzeitig Strom abzugeben, auch wenn in diesem Zeitpunkt keine Speisung des Umformer-Motors durch den Triebmotor stattfinden sollte. Im Augenblick der Einschaltung der Kurzschlußbremswiderstände wird aber der Triebmotor durch den Bremsstrom auf stabile Betriebsverhältnisse zurückgeführt, so daß von dem Einschalten der ersten wirksamen Bremsstufe an auch der Umformer stabil betrieben wird.

Die Pendelungen des Umformers sind jedoch für die Regelung der elektromechanischen Bremse nicht erwünscht, weil hierdurch unzuträgliche Schwankungen der Bremswirkung hervorgerufen wurden. Von den Mitteln, welche zur Unterdrückung dieser Pendehingen dienen können, seien folgende aufgeführt :

Bei Triebwagen, deren sämtliche, z. B. vier, Achsen angetrieben und gebremst werden, ist es möglich, daß die Lösemagnete der elektromechanischen Bremsen eine Leistung aufnehmen, welche über den gemeinsamen Umformer dem ihn speisenden Triebmotor einen Strom von solcher Größe entzieht, daß die Aufrechterhaltung der Selbsterregung des Triebmotors stets gesichert bleibt. Unter dieser Voraussetzung sind also besondere Maßnahmen gegen Pendelungen des Umformers nicht nötig. Reicht in anderen Fällen jedoch die Stromentnahme aus dem Triebmotor infolge zu geringer Leistungsabgabe des Umformers zur Unterdrückung der Pendelungen nicht aus, so kann man den Umformer durch einen besonderen generatorseitigen Belastungswiderstand zur erf order- no liehen Leistungsabgabe veranlassen. Um die Selbsterregung des Umformer-Generators nicht zu verhindern, wird dieser Belastungswiderstand zweckmäßig erst nach erfolgter Selbsterregung durch ein Spannungsrelais selbsttätig angelegt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Pendelungen zwar stattfinden zu lassen, den Umformer-Generator aber so auszulegen, daß er innerhalb der durch die Pendelungen verursachten Dreh-Zahlschwankungen eine ausreichend gleichmäßige Stromabgabe bewirkt. Die Pende-

lungen haben sodann, auf die elektromechanische Bremse keinen Einfluß mehr. In diesem Falle kann. es* unter Umständen zweckmäßigsein, die Frequenz der Pendelungen durch Vergrößerung der umlaufenden Masse des Umformers zu erniedrigen.

Die Unabhängigkeit der Generatorspannung von der Drehzahl läßt sich beispielsweise durch leinen Fliehkraftregler verhaltnisimäßig einfach bewerkstelligen. Dieser hat den Vorzug der Entwicklung stärkerer Steuer kräftse als ein elektrisches Reglersystem und ist wieniger störungsempfindlich. Ferner arbeitet ein Fliehkraftregler ebenfalls' genau.

Da es sich nicht um eine Spannungsregelung! als solche handelt, sondern lediglich· um die Ausschaltung der Auswirkungen der DrehzaHschwankungen, ist es auch nitiht nötig, die Steuierkräfte des Reglers von den Generatorfclemmen abzuleiten. Dies würde sogar unzulässig sein, wenn, wie im vorstehenden bereits beschrieben, die Regelung der elektromechanischen Bremse durch eine veränderliche Klemmenspannung des Umformer-Generatois bewerkstelligt werden soll. In einem solchen Falle würde ein von der Generatorspannung abhängiger Regler auch 'die gewollten Spannungeänderungen wieder aufheben.

Der Fliehkraftregler kann z. B. einen aus !geschichteten Kohleplatten bestehenden KoIMedruckregler bekannter Bauart beeinflussen. Um die gewünschte 'elektrische Wirkung auf eine Nebenschlußerregung auszuüben, muß

35- der Riegelwiderstand (Kohledruckregler) mit dieser in Reihe liegen und sich bei Drehzahlerhöhung vergrößern. Es ist deshalb die Anordnung so getroffen, daß der Kohlewiderstand im Ruhezustand des Fliehkraftreglers dauernd unter Druck einer vorgespannten Feder 10. dgl. stent, also in diesem Zustand seinen geringsten Widerstand aufweist. Tritt der Fliehkraftregler in Tätigkeit, so wirkt er der Federkraft 'entgegen und verursacht dadurch eine Verminderung des Berührungsdruckes der Kohleplatten. Demzufolge erhöht sich der Widerstand des Erregerstromkreises, und die durch die Drehzahlsteigerung verursachte Spannungszunahme wird durch Verringerung des Erregerstromes ausgeglichen.

In der Beschreibung des Hauptpatents

wurde ausgeführt, daß ein mechanischer An-

" trieb für einen Generator, welcher den Steuerstrom für die Kurzschlußbremse zu liefern hat, nicht zuverlässig genug ist. Diese Gefahr tritt zurück, wenn 'eine selbsttätige elektromechanische Bremse vorhanden ist, weil dann bei 'einem Versagen des Generators auf jeden Fall die lelektromechanische Bremse in Wirksamkeit tritt. Unter diesen Voraussetzungen kann es -vertretbar sein, auf einen mechanischen Antrieb des Steuerstrom-Generators zurückzugreifen, wenn es die baulichen Verhältnisse des Fahrzeugs gestatten. Da die Drehzahl ebenfalls entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs schwankt und auch im übrigen die nämlichen Bedingungen zu erfüllen, sind, hat die Spannungsgleichhaltung auch hier nach den eben beschriebenen Gesichtspunkten zu erfolgen; sie kann deshalb auch mit den nämlichen einfachen Mitteln (Fliehkraftregler) erfolgen.

In Zügen, welche mehrere Triebfahrzeuge aufweisen, muß die Regelung der elektromechanischen Bremsen natürlich auf sämtliche Fahrzeuge im Zuge ausgedehnt werden. Das Verfahren der Regelung durch Beeinflussung der Umformer mittels Bürstenverstellung ikann dabei nicht mehr ohne weiteres angewandt werden, weil die Bürstenverstellung mit 'einfachen Mitteln nur im führenden Wagen vorgenommen werden kann. Wollte man auch in 'den geführten Wagen eine Regelung der Umformer durch Verstellung ihrer Bürsten vornehmen, so würde dies umfangreiche Fernbedienungseinrichtungen erfordern. Auch die unmittelbare Steuerung der elektromechanischen Bremse durch regelbare Vorschaltwiderstände wäre, obwohl durchführbar, unzweckmäßig, weil der gesamte Strom aller Umformer des Zuges erst über leinen gemeinsamen Regelwidersitand im führenden Wagen geleitet werden müßte, bevor er an die Lösemagnete der Bremsen verteilt werden kann. Das würde einen unerwünscht großen Regerwiderstand im führenden Wagen bedingen, der, obwohl in den geführten Wagen unbedient, auch in diesen vorhanden sein müßten, wenn die freizügige ¹QQ Verwendung der Triebfahrzeuge als führende oder geführte gewahrt bleiben soll.

Um 'diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß der weiteren Erfindung die Schaltung der Umformer im Zuge so getroffen, daß nur die generatorseitigen Erregungen vom führenden Fahrzeug aus gemeinsam geregelt werden. Zu diesem Zweck werden die Erregungen nicht, wie im. Hauptpatent, vom jeweils zugehörigen Generatoranker gespeist, sondern durch eine gemeinsame, den ganzen Zug durchlaufende Verbindungsleitung, welcher der für die Erregungen erforderliche Strom nur im führenden Wagen zugeführt wird. Der Erregerstrorn wird über einen ¹¹S veränderlichen Widerstand einer alle Generatoranfcer des Zuges parallel verbindenden Sammelleitung 'entnommen. Dieser Widerstand kann infolge der geringen Stärke des Erregerstromes auch bei mehreren parallel zu speisenden Erregerwicklungen verhältnismäßig klein bemessen werden..

.. Abb. 3 gibt eine solche Schaltung für die Bremslüfter L₁ bis L₃ und die Generatoranker A₁ bis A₃ der Umformer mehrerer zu einem Zuge vereinigten Triebfahrzeuge wieder. Die zugehörigen Generator-Erregerwicklungen sind mit E₁ bis E₃ bezeichnet. Sie erhalten ihren Strom von einer gemeinsamen, den Zug durchlaufenden Leitung e₁ bis e₃, an welche sie mit je einem Pol ίο parallel angeschlossen sind. Diese Leitung wird über den im führenden Wagen zwischen· geschalteten Regelwiderstand W₁ aus einer zweiten , Zugleitung C₁ bis a₃ gespeist, welcher der Strom aus den mit je einem Pol angeschlossenen Generatorankern zugeführt wird. Die Rückleitung des Erregerstromes zu den Generatorankern erfolgt auf jedem Wagen durch unmittelbaren Zusammenschluß der verbliebenen Erregerwicklungs- und Ankerklemmen (Klemme A₀). An die Leitung W₁ bis a₃ sind mit je einem Pol die Bremslüfter L₁ bis L₃ des Zuges angeschlossen. Diese werden also von den Generatoren gemeinsam parallel gespeist. Die Rückleitung erfolgt ebenfalls in jedem Fahrzeug gesondert durch unmittelbaren Zusammenschluß der freien Generator- und Bremslüfterklemmen A₀. Die Bezugszeichen' der Abb. 3 wiederholen sich für die gleichen Elemente in allen folgenden Abbildungen, ebenso die Beizahlen 1, 2 und 3, welche die einzelnen fortlaufend bezifferten Fahrzeuge zu kennzeichnen haben. Die Benennung der Fahrzeuge wird stets mit dem führenden Fahrzeug begonnen. Der besseren Übersicht halber sind nicht ,alle in jedem Wagen vorhandenen Apparate;, welche zur Herstellung dieser Schaltung dienen, ausgeführt, sondern nur diejenigen, welche bei der jeweiligen Einreihung des betreffenden Fahrzeugs als führendes oder geführtes in Betrieb sind. Ferner sind die für die Stromwegbildung selbstverständlichen Apparate, wie Schalter u. dgl., fortgelassen. Da Abb. 3 und die folgenden Abb. 4 bis 10 nur die grundsätzliche Zugschaltung darstellen sollen, sind nur die ausschließlich dieser dienenden Einrichtungen bezeichnet, nicht aber solche, welche anderen Zwecken dienen und in Wirklichkeit in jedem Fahrzeug¹, gleichgültig ob führendem oder geführtem, vorhanden und in Tätigkeit sind (z. B. Einschaltrelais der Bremslüfter).

An Stelle der Regelung des gemeinsamen Erregerstromes durch einen Widerstand kann der Umformer des führenden Wagens als regelbarer Erreger-Generator verwendet werden, welcher die Erregungen der übrigen Umformer gemeinsam speist. In diesem Falle ist nur der Umformer des führenden Wagens in bekannter Weise zu regeln, so daß die dafür benötigten Einrichtungen besonders klein und einfach gehalten werden können, beispielsweise bei Regelung durch Bürstenverschiebung. Eine Ausführungsform, bei welcher beispielsweise durch Bürstenverschiebung geregelt wird, ist in Abb. 4 dargestellt, deren Beziehungen, wie bereits erwähnt, mit denjenigen der Abb. 3 übereinstimmen. Der Umformer-Generator A₁, E₁ des führenden Fahrzeugs speist über die durchgehenden Zugleitungen e₁ bis e₃ und die Erdanschlüsse die Erregungen E₂ und Zi₃ der Umformer des zweiten und dritten Wagens. Die Anker A₂ und A_s der fremderregten Umformer-Generatoren speisen ihrerseits über die Zugleitung Ci₁ bis a₃ sämtliche Bremslüfter L₁ bis L₃ des Zuges. Die Rückleitung des Bremslüfterstromes der geführten Wagen findet unmittelbar an die Anker A₂, A₃ der speisenden Generatoren statt, der Rückstrom der Bremslüfter L₁ des führenden Wagens verteilt sich über die Erde als Rückleitung auf die abhängigen Umformer-Generatoren^, Ea und A₃, E₃. Die Regelung des als Erregermaschine arbeitenden Umformer-Generators A₁, E₁ durch die Bürstenverschiebung ist durch Schiefstellung seines andeutungsweise dargestellten Bürstenjoches veranschaulicht.

Damit eine sichere Selbsterregung des als go Erregermaschine dienenden Umformer-Generators stattfindet, ist es günstig, ihm während des Selbsterregungsvorgangs keinen weiteren Strom zu entziehen, als für die Selbsterregung nötig ist. Es dürfen deshalb die Erregungen der gesteuerten Umformer erst dann angeschlossen werden, wenn sich der speisende Umformer voll erregt hat. Dieser Vorgang läßt sich durch ein an den Generatorklemmen des Erregerumformers liegendes Spannungsrelais R₁ (Abb. 5) bewerkstelligen, welches die Umformererregungen der geführten Wagen erst bei ausreichender Erregerspannung selbsttätig anschließt. Dieses Relais macht die sonst erforderlichen Einschaltrelais der Bremslüfter überflüssig. Da diese aus fremderregten Stromerzeugern gespeist werden, können sie an diesen dauernd angeschlossen bleiben, ohne den Aufbau der Generatorspannung zu beeinträchtigen, wie es bekanntlich bei selbsterregten Maschinen der Fall wäre. Es ist notwendig, die vorhandenen Einschaltrelais derjenigen Bremslüfter, welche von fremderregten Umformern gespeist werden, außer Wirksamkeit zu setzen. Da in diesem Falle die Einschaltrelais an der veränderlichen Spannung des fremderregten Umformers liegen (Relais R der Abb. 1), welche ;leichzeitig die Klemmspannung der Bremslüfter ist, würden sie durch ein vorzeitiges! Abfallen eine Regulierung der letzteren unmöglich machen.

Zur elektrischen Regelung der !elektromechanischen Bremsen ist zu bemerken, daß bei ihrer Durchführung innerhalb gewisser Grenzen labile elektrische Betriebszustände der Umformer 'eintreten können, wenn, die Regelung der Erregung im Nebenschluß zu den Generatorankern erfolgt, d. h. eine Regelung durch Beeinflussung einer Selbsterregung vorgenommen wird. Das gleiche ist

ίο auch bei Regelungsyerfahreii mittels Bürstenverstellung der Fall. Von den labilen Zuständen wurden dann auch diejenigen Einrichtungen in ihrem Arbeiten betroffen werden, welche von dieser Art Regelung abhängen, als© z. B. die Bremslüfter der elektromechanischen Bremsen und diese selbst. Zur Behebung dieser Erscheinung- besteht entweder die Möglichkeit, in der Regelungsschaltung jegliche Beeinflussung einer Neben- Schlußerregung zu vermeiden oder dafür zu sorgen, daß im Bereich der labilen Zustände keine Wirkung auf die .elektromechanischen Bremsen ausgeübt wird. Eine der ersten Möglichkeit entsprechende Schaltung besteht darin, den Umformer des geführten Wagens als Erregermaschine,' jedoch mit voller,. unbeeinflußter Selbsterregung und unverstellten Bürsten arbeiten zu lassen. Erst der an die übrigen Umformer-Erregungen abgegebene Erregungssitrom wird durch einen Regelwiderstand beeinflußt. Damit bleiben labile Zustände ausgeschaltet, weil einerseits die Erregung des Erreger-Umformers nicht geändert wird, andererseits aber die veränderliehen Erregungen für die gesteuerten Umformer Fremderregungen darstellen. Die Umformer können ihren Fremderregungein in jeder Betriebslage folgen, ohne dabei ihre Stabilität einzubüßen. Die zweite Möglichkeit, die Unschädlichmachung labiler elektrischer Zustände der Anlage auf mechanischem Wege, kann durch die bereits hierfür entwickelte besondere Ausbildung der elektromechanischen Bremse geschehen (Abb. 2).

Eine Schaltung, bei welcher der Erreger-Generator des führenden Wagens stets volle, unbeeinflußte Selbsterregung erhalt, während erst der an die Erregungen der übrigen Umformer abgegebene Strom durch Regelwiderstand W₁ und das Einschaltrelais R₁ geregelt und gesteuert wird, ist in der bereits besprochenen Abb. 5 veranschaulicht. Der Erregerstrom fließt den abhängigen Erregerwicklungen E₂, E_s von der einen Klemme des Ankers .A₁ durch die Zugleitung Ig₁ bis e₃ zu und durch die Erdungen über den Kontakt des Einschaltrelais R₁ und den Regelwiderstand W₁ an die andere Ankerklemme zurück. Die Schaltung der Bremslüfter ist die gleiche wie in Abb. 4.

Je nach den vorliegenden Verhältnissen wird es vorteilhafter sein, labile, elektrische Zustlände durch die beschriebenen Schaltmaßnahmen zu vermeiden oder ihre Folgen durch Maßnahmen mechanischer Art zu unterdrücken. Letzteres kann unter Umständen vorzuziehen sein, wenn auf besonders kleine und einfache Regelungseinrichtxungetti (ζ. B. Bürstenverstellung) Bedacht genommen werden soll und deshalb auf die Regelung durch Beeinflussung der Selbsterregung des Erreger-Umformers zurückgegriffen werden muß.

Durch die vorgeschlagene Verwendung des Umformers des führenden Wagens als. Erregermaschine für die anderen Umformer wird dieser Umformer der Speisung des Bremslüfters des 'eigenen Wagens 'entzogen. Dieser Umstand ist bedeutungslos, wenn der Zug aus mehreren Triebfahrzeugen besteht, so daß die gesteuerten Umformer ohne wesentliche Überlastung die Bedienung des Bremslüfters im geführten Wagen übernehmen können. Befinden sich aber im Zuge nur zwei Triebfahrzeuge, so würde dies für 8g den gesteuerten Umformer eine Beanspruchung auf das Doppelte seiner normalen Belastung ergeben. Um deshalb auch den als Erregermaschine dienenden Uniformier zur Speisung des. Bremslüfter» seines. Fahrzeugs heranzuziehen, ist es zweckmäßig, den Bremslüfter unabhängig vom anderen- ebenfalls vom Erregerumformer speisen zu lassen, also an die gemeinsame Fremderregungsleitung des Zuges anzuschließen. Diese Maßnähme ist unter der Voraussetzung möglich, daß alle Umformer des Zuges gleicher Bauart sind, ebenso, die Bremslüfter, und daß ferner die Erregerwicklungen so bemessen sind, daß sie bei Nebenschlußschaltung in den Generatorankern die normale Betriebsspannung erzeugen würden. Unter diesen Bedingungen erhält der Bremslüfter des führenden Wagens von seinen Umformern die gleiche Spannung zugeführt wie die Brems;-lüfter der geführten Wagen von deren fremderregten Umformern. Dies ist deshalb der Fall, weil die Ankerspannung der . letzteren sowie die Klemmenspannungen ihrer Fremderregungen und des dazu parallel geschalteten Bremslüfters voraussetzungsgemäß ebenfalls gleich sind. Auf diese Weise ist es möglich, . gleiche Erregung aller Bremslüfter zu erzwingen, obwohl sie teilweise elektrisch getrennt sind. ·

- Die unmittelbare gleichzeitige Speisung der Bremslüfter des führenden Wagens von dem als' Erregermaschine für die übrigen Wagen arbeitenden Umformer ist in Abb. 6 wiedergegeben. Diese unterscheidet, sich von der Abb. 5 nur durch den geänderten Anschluß des Bremslüfters des führenden Wagens an

das System. Der nicht geerdete Pol des Bremslüfters L₁ liegt statt an der durchgehenden Zugleitung U₁ an der Zugleitung e_x. Die Speisung des Bremslüfters L₁ erfolgt infolgedessen aus dieser Leitung, und er erfährt seine Steuerung und Regelung gemeinsam mit dem Erregerstrom für die abhängigen * Umformer durch das Einschaltrelais R₁ und den Regelwiderstand W₁.

ίο Dient die Umformeranlage lediglich der Bedienung der elektromechanischen Bremsen, während z. B. eine Bedienung der Kurzschlußbremse nicht damit verbunden sein soll, so bietet diese Schaltung den Vorteil, daß die Zugleitung U₁ bis a₃ entfallen kann und die Bremsregelung mit einer einzigen Leitung e_t bis e_s durchführbar ist. Die Möglichkeit, von dieser Vereinfachung Gebrauch zu machen, besteht nicht nur dann, wenn die elektromechanische Bremse als Hauptbremse dient, während eine Kurzschlußbremse nicht vorhanden ist, sondern es können auch die beiden Bremssysteme unter Beibehaltung dieser Vereinfachung gleichzeitig bestehen, wenn man die Kurzschlußbremse lediglich durch Frischsitrom steuert und die regelbare elektromechanische Bremse auch schon im Falle eines Ausbleibens der Fahrleitungsspannung anwendet.

Der Strombedarf der Umformer er regerwicklungen ist gegenüber dem Stromverbrauch der Bremslüfter gering, so daß der Umformer des führenden Wagens durch die gleichzeitige Speisung der Erregung eines oder mehrerer gesteuerter Umformer keine wesentliche Überlastung erfährt. Diese würde erst bei zahlreichen Triebfahrzeugen bzw. Umformern im Zuge merklich werden. In diesem Falle kann <es vorteilhafter sein, die anfangs erwähnte Schaltung zu verwenden, bei welcher der Umformer des führenden Wagens ausschließlich als Erregermaschine dient und die Speisung des Bremslüfters durch die geregelten Umformer übernommen wird.

Bei Zugtrennung ist selbstverständlich dafür zu sorgen, daß nicht nur der abgetrennte, sondern auch der führende Zugteil selbsttätig gebremst wird. Dazu ist es erforderlich, daß die Erregungen sämtlicher Umformer stromlos gemacht werden. Dies trifft aber nicht zu, wenn beispielsweise die Speisung der Erregungen in Richtung vom vorderen zum hinteren Zugende stattfindet. Es wird dann bei Zugtrennung wohl eine Entregung der Umformer des abgetrennten Zugteilesi bewirkt werden; der führende Zugteil würde aber keine Freigabe der Bremslüfter erfahren. Es wäre damit ein Weiterfahren des vorderen Zugteils möglich, ohne daß die Zugtrennung bemerkt werden müßte. Diese sehr vorteilhafte Kontrolle kann dadurch erzielt werden, daß die Zuführung des Erregerstromes an die gemeinsame Verbindungsleitung der Erregerwicklungen nicht im füh- renden Wagen erfolgt, sondern statt dessen im letzten über eine den ganzen Zug durchlaufende Zuführungsleitung. Es ist dann gleichgültig, an welcher Stelle die Zugtremnung leintritt; es wird auf jeden Fall der Strom für sämtliche Erregerwicklungen unterbrochen.

Dieser Fall ist in -Abb. 7 dargestellt. Mit Ausnahme der hinzugefügten Leitung Z₁ bis Z₃ entspricht sie der Schaltung der Abb. 5. Der Anschluß des Erregerstromerzeugers im führenden Wagen ist von der Zugleitung e_x bis e_z an die Leitung Z₁ bis z₃ verlegt, welche den abzugebenden Erregerstrom am Zuge entlang zum entgegengesetzten Zugende und dort erst in die Leitung B₁ bis e_s führt. Die Speisung der Bremslüfter erfolgt beispielsweise entsprechend Abb. 5 dadurch, daß die Bremslüfter des führenden Wagens von den Umformern A, E der geführten Wagen mitgespeist werden.

Es besteht noch die weitere Störungsmöglichkeit, daß in der Verbindungsleitung zwischen den Erregerwicklungen der Umformer eine Unterbrechung stattfinden kann, go ohne daß die Ursache eine Zugtrennung zu sein braucht. In einem solchen Falle verlieren — von demjenigen Zugende aus betrachtet, von welchem aus der Erregerstrom zugeführt wird — nur die hinter der Unterbrechungssteile liegenden Umformer ihre Erregung; deren Anker nehmen deshalb von den anderen Umformern Rückstrom auf, und zwar über die Leitung a_x bis a_s und über Erde. Die nach dem Hauptpatent vorgesehenen Rücksitromschalter verhindern zwar eine schädliche Auswirkung auf die betroffenen Umformer, diese fallen aber jedenfalls für die gemeinsame Speisung der Bremslüfter aus. Dadurch ist es möglich, daß die ungestört gebliebenen Umformer, welche nun allein die Speisung der Bremslüfter zu übernehmen hätten, durch Überlastung gefährdet werden. Dieser Umstand wird gemäß der weiteren Erfindung dadurch beseitigt, daß die no Erregung des als Erregermaschine im führenden Wagen arbeitenden Umformers vom ' Zustand der Err egungs-Verbindungsleitung der gesteuerten Umformer abhängig gemacht wird. Zu diesem Zweck wird der Erregerstrom für den regelnden Umformer nicht unmittelbar dessen Anker entnommen, sondern am Ende derjenigen Erregungs-Verbindungsleitung, welche mit ihrem Anfang (ohne Zwischenschaltung des regelnden Widerstandes) an den Erregerumformer angeschlossen ist. Dabei ist es gleichgültig, von welchem

Zugende aus diese Erregungssammelleitung gespeist wird. Geschieht die Speisung vom hinteren Zugende aus, so erfolgt die Entnahme des Erliegerstromes für den Umformer des führenden Wagens an dem im folgenden Wagen befindlichen Ende der Erregersammelleitung·. Wird hingegen die Erregersammelleitung vom vorderen Wagen aus gespeist, so muß der Erregerstrom des regelnden Umformers im letzten Fahrzeug entnommen werden und durch eine besondere Leitung zum führenden '*■ Wagen vorgeführt werden. Die beiden beschriebenen Schaltungen sind in ihrer Wirkungsweise gleichwertig. Unabliängig davon, an welcher Stelle der Erregungssammelleitung eine Unterbrechung irgendwelcher Strörungsursache auftritt, wird dadurch stets die ganze Anlage entregt und damit das Einfallen aller elektromechanischen Bremsen im Zuge herbeigeführt. Die zweite Schaltung ist insofern etwas vorteilhafter, weil die durchgehende Zuführungsleitung nur den Erregerstrom 'eines Umformers zu führen braucht. Bei beiden Schaltungen wird zweckmäßig die Zuführungsleitung über Unterbrechungsikontakte der Notbremsgriffe im Wageninnern geführt.

Die beiden Schaltungen, bei welchen jede Unterbrechung im Erregerstromkreis 'die ganze Anlage entregt, sind in den Abb. 8 und 9 wiedergegeben. Die bei den vorausgegangenen Abbildungen an der Zugleitung e_t bis e₃ oder Z₁ bis Z₃ gemeinsam anKe-i genden Klemmen des Generatorankers A₁ und seiner Erregung E₁ im führenden Wagen sind nun getrennt voneinander einerseits an die Zuführungsleitung Z₁ bis Z₃, andererseits an die Erregersammelleitung e_± bis e₃ angebracht, wobei sich Abb. 9 von Abb. 8 ledig-Hch 'dadurch unterscheidet, daß die Anschlüsse gegenseitig vertauscht sind. In Abb. 8, bei welcher die Erregung E₁ an die Leitung Z₁ bis z₃ angeschlossen ist, die ihrerseits in beiden Darstellungen außerdem über die Kontakte N₁ bis N₃ der Notbremsgriffe führt, braucht diese Leitung nur den Erreger-Strom des leinen Umformer-Generators A₁, E₁ zu führen. Die Schaltung der Bremslüfter erfolgt beliebig, z.B. gemäß Abb.-6, d.h. die Bremslüfter des geführten Wagens werden von dessen eigenem Umformer bedient. Die Leitung a_x bis a₃ ist deshalb für die elektromechanische Bremsung allein entbehrlich., da bei einer Störung sowieso alle- Erregerwick-

hingen abgeschaltet werden. ;

Vorteile bietet ferner eine sogenannte zyklische Schaltung zwischen den Ankern und den Erregungen der Umformer- Generatoren, bei welcher der Erregerstrom .eines jeden Umformers dem Generatoranker des jeweilsvoraus- oder nachlaufenden Triebfahrzeugs entnommen wird. Die zyklische Schaltung liegt der Abb. 10 zugrunde. Die Zyklen zwischen dem ersten und zweiten und zwischen dem zweiten und dritten Fahrzeug werden aus dem generatoraeitigen Umformeranker eines Fahrzeugs und der Uniformererregung des vorauslaufenden gebildet und durch die sich auf die jeweiligen Wagen erstreckenden Leitungsabschnitte α und e sowie durch die Rückleitung über Erde geschlossen. Der Kreis für die Erregung des ersten Wagens hat folgenden Verlauf: Erde, Erregerwicklung E₁, Leitungen C₁, b₂, Anker A₂, Erde. Entsprechend verläuft der Erregerkreis für die Erregung im zweiten Wagen: Von Erde über die Erregerwicklung E₂, die Leitungen C₂, b₃, den Anker A₃ zur Erde. Die bei den vorangegangenen Schaltungen als Zuführungsleitung bezeichnete Zugleitung Z₁ bis Z₃ schließt bei der zyklischen Schaltung den Stromkreis zwischen der Umformer erregung E₁ des ersten Wagens und dem Generatoranker A₃ des letzten Wagens mit Hilfe der gemeinsamen Erdung. Der Schluß des Zyklus wird somit durch eine Verbindungsleitung zwischen Anker bzw. Erregung des ersten und Erregung bzw. Anker des letzten Umformers hergestellt. Die Regelung dieses Zyklus geschieht durch den im iührenden Fahrzeug befindlichen Regelwiderstand W, welcher im Zyklus zwischen diesem Wagen und dem letzten liegt. Die Vorteile einer solchen Schaltung, bei welcher jeder Umformer-Generator die gleichen Funktionen ausführt, sind folgende:

Sämtliche in den vorausgehenden Schaltungen nachgewiesenen Bedingungen werden mit nur zwei Zugleitungen erfüllt. Sämtliche Verbindungsleitungen und Kupplungen werden nur vom Strom leiner !einzigen Erregerwicklung belastet und können deshalb ziemlich schwach bemessen werden. Irgendwelche Einflüsse der Spannungsabfälle, welche an sich schon, gering sind, können die Gleichmäßigkeit des Axbeitens der Umformer nicht beeinflussen. Der Regelwiderstand wird, unabhängig von der Zahl der Triebfahrzeuge, stets vom Strom nur 'einer Erregung durchflossen, kann also· "ebenfalls die kleinstmögliche Bemessung erfahren. Ferner bleibt der Regeleinfluß des Widerstandes für beliebig viele Umformer im Zyklus stets gleich.

Damit die von den Umformern gespeisten Bremslüfter nicht 'die Selbsterregung -des Zyklus behindern, werden sie durch Spannungsrelais /C₁ bis K3 erst nach dem Selbsterregungsvorgang angeschlossen. Ferner ist es auch bei der Zyklus-Schaltung angebracht, die Verbindungsleitungen über Unterbrechungskontakte der Notbremsgriffe ./V₁ bis N₃ zu führen.

IO

Da die Schaltung der Anlage 'eines Fahrzeugs je nach seiner Verwendung als .einzeln fahrendes, als führendes oder geführtes in einem Zuge jeweils eine verschiedene ist, muß vor dem Wechsel von einer Verwendungsart auf die andere die Anlage ebenfalls umgeschaltet werden. Man könnte dies jeweils vom Bedienungspersonal mittels zweckdienlicher Schalter vornehmen lassen, welche bei Änderung der Fahrzeugverwendung in die entsprechende Schaltstellung gebracht werden müssen. Selbst wenn diese Maßnahme versäumt werden würde, würde damit noch keine Betriebsgefährdung verbunden sein, weil durch die hierdurch entstehende Fehlschaltung die elektromechanischen Bremsen auf jeden Fall angezogen bleiben wurden. Um aber die jeweils richtige Schaltung der Anlage zur Vermeidung von Betriebshemmungen von der Aufmerksamkeit des Personals unabhängig zu machen und um die Bedienung zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, daß die jeweils entstehende Schaltung mit den ohnedies erforderlichen Vorgängen der Zugbildung und der Ingebrauchnahme der Fahrzeuge zwangsläufig geschieht. Zur Durchführung dieser zwangsläufigen Schaltvorgänge stehen .die Fahrtwende- und Kupplungseinrichtungen zur Verfügung. Bei den vorliegenden Schaltungen erfährt die gestellte Aufgabe dadurch eine Erweiterung, daß die Schaltung auch bei Verwendung des Fahrzeugs als geführtes eine verschiedene ist, je nachdem ob das Fahrzeug innerhalb eines Zuges zwischen anderen Triebfahrzeugen eingereiht ist, oder ob es den Zugschluß bildet. Es ist ferner erforderlich, daß die Richtigkeit der Schaltung vom Fahrtrichtungssinn der Einordnung im Zuge und bei Einzelfahrzeugen von der Benutzung des leinen oder anderen Führerstandes unabhängig ist.

Der Erfüllung dieser vielseitigen Bedingungen wird der Umstand dienstbar gemacht, daß jeder der aufgezählten Verwendungsarten des Fahrzeugs eine bestimmte Kombination zugeordnet ist, die einerseits aus den Stellungen der benutzten und nichtbenutzten Kupplungsorgane, andererseits aus den Stellungen der benutzten und nicBibenutzten Fahrtwender hervorgeht. Es besteht daher die Möglichkeit, mit Hilfe der jeweils aus der Fahrzeugverwendung sich ergebenden Kombination der Stellungen dieser Betriebsmittel die dazu passende Schaltkombination zwangsläufig zu verbinden, indem die besagten Setriebseinrichtungen (Kupplungen, Fahrtwender) in der Weise mit Schaltvorrichtungen gekuppelt werden, daß zu der jeweiligen Stellung des Betriebsmittels stets die erforderliche Schalterstellung vorhanden ist.

Es ist noch zu beachten, daß auch die fremderregten Umformer der geführten Wagen den Pendelungsvorgängen zwischen dem Triebmotor und dem Umformer-Motor unterworfen sind. Da aber sämtliche Fahrzeuge grundsätzlich gleich ausgerüstet sein sollen, werden auch die fremderregten Umformer über diejenigen Einrichtungen verfügen, welche die Wirkungen der Drehzahl-Schwankungen aufheben, also z. B. Fliehkraftregler der bereits beschriebenen Bau- und Wirkungsweise. Belastungswiderstände wären für diesen Fall weniger geeignet, weil mit der gewollten Verkleinerung der Bremserregung zum Zwecke der Bremslüfterregelung auch die Stromaufnahme des Belastungswiderstandes, und damit seine Wirksamkeit vermindert würde. Die Einfügung der Fliehkraftregler braucht an der Zugschaltung nichts zu ändern, weil die Kohledruckregler, unabhängig von der jeweiligen Erregungsart, dauernd in Reihe mit den Erregerwicklungen liegen können.

Eine weitere Möglichkeit, die Lösekraft der Bremslüfter von der Drehzahl der fremderregten Umformer unabhängig zu machen, besteht darin, die Bremslüfter statt durch Gleichstrom mit einem dem Umformer entnommenen Wechselstrom zu betreiben. Hierdurch wird bei schwankender Drehzahl der Strom selbsttätig gleichgehalten, weil mit wechselnder Drehzahl die Frequenz sich im gleichen Sinne und Maße wie der erzeugte Strom ,ändert und mit dieser der induktive Widerstand der Bremslüfter. Infolgedessen bleiben die Stromaufnahme und die Zugkraft der Bremslüfter von der Umformerdrehzahl unbeeinflußt. Da der Umformer-Generator im führenden Fahrzeug den Er- too regungsgleichsitrom für die übrigen Fahrzeuge zu besorgen hat, wird der Wechselstrom mittels zweier Schleifringe dem Gleichstromanker an zwei Anzapfstellen der Wicklung entnommen. Damit bleibt der Generator befähigt, im führenden Fahrzeug den benötigten Erregungs-Gleichstrom des Zuges zu liefern. Die entsprechende Schaltung ist in Abb. 11 wiedergegeben.

Die Erzeugung, Steuerung, Regelung und no Verteilung des Erregerstromes erfolgt grundsätzlich gemäß der Schaltung nach Abb. 9. Es wird der Bremslüfter L₁ des führenden Wagens mit Gleichstrom vom Umformer-Generator gespeist, wobei er gemeinsam mit dem abgegebenen Erregerstrom geregelt wird. Hingegen werden die Bremslüfter L₂ und L₃ der geführten Wagen mit dem in den fremderregten Umformer-Generatoren^, E₂ und A₃, E₃ erzeugten, zu den Schleif- iao ringen g₂, h₂ bzw. g_s, A₃ geführten Wechselstrom gespeist. Diese Schaltung hat den Vor»

teil, daß lediglich, für den Umformer des führenden -Wagens Stabilisierungsvorkehrungen der bereits beschriebenen Art getroffen werden müssen, während in dem geführten Wagen solche nicht mehr erforderlich sind. Von diesem Vorteil kann dann Gebrauch gemacht werden, wenn es nicht nötig ist, alle Triebfahrzeuge eines Parkes gleich auszurüsten, sondern die Betriebsführung es zuläßt, daß die führenden Fahrzeuge eine von den geführten abweichende Ausrüstung erhalten können. .

Claims (40)

1. Patentansprüche:

   i. Bremsateuerung für elektrische Triebfahrzeuge, insbesondere für Straßenbahnen, bei welcher die Bremsung durch.von Steuerstrom beeinflußte Einrichtungen geregelt und der für die Betätigung der Steuerungseinrichtungen benötigte Steuerstrom einem oder, mehreren Umformern entnommen wird,, welche durch einen oder mehrere von der Fahrspannung abgeschaltete Triebmotoren gespeist werden, nach Patent 641251, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von elektromechanischen Bremsen die als Bremslüfter dienenden Elektromagnete durch den Strom der Umformer erregt werden.
2. 2. Bremssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der elektromechanischen Bremse als Zusatzbremse zur Kurzschlußbremse idie Bremslüfter (L_n) auch bei betriebsmäßigem Einleiten der Kurzschlußbremsung an die Umformerspannung gelegt werden (Abb. 1).
3. 3. BremSiS teuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer den durch den Umformer gespeisten: Bremslüftem (L_n) aus dem Netz gespeiste Bremslüfter (Z./) vorgesehen sind.
4. 4. .Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn der elektromechanischen Bremsregelung zwangsläufig eine Unterbrechung der Stromzufuhr der aus. dem Netz gespeisten Bremslüfter (Lf) 'erfolgt (Kontakt S, Abb. i).
5. S- Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Inbetriebnahme der elektromechanischen Bremse die Kurzschlußbremse zwangsläufig außer Wirksamkeit gesetzt wird.
6. 6. Bremssteuierung nach Anspruch 1 bis s, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromechanische Bremse (B) mit einer Dämpfungsvorrichtung (D) versehen _ ist, so daß während des Übergangs von der durch . den Netzstrom ausgeübten Haltewirkung auf die von dem Umformerstrom ausgeübte Haltewirkung das Einfallen der Bremse vermieden wird (Abb. 1).
7. 7. Bremssiteuerung nach Anspruch 1 6g bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß der durch den Umformersitrom. betätigten Bremslüfter durch ein Relais -(R) selbsttätig erfolgt, sobald sich die Umfonnerspannung entwickelt hat (Abb. 1).
8. 8. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremslüfter (L_n) unterhalb einer bestimmten Erregung mit dem Bremshebel (H) außer Eingriff kommt, so daß auf diesen lediglich die Kraft der Feder (F) wirkt (Abb. 2).
9. 9. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremslüfter (L_n) an 'einem Zapfen (Z) des Bremshebels (H) über ein Langloch. (O) angreift, wobei der Bremslüfter (L_n) in einer bestimmten Lage durch einen . Anschlag (P) an einer Weiterbewegung entgegen dem Lüftungssinne gehindertwird. 8g
10. 10. Bremssteuerung . nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremslüfter (L_n) durch eine besondere vorgespannte Feder (F₁) gegen den Anschlag (P) gedrückt wird. go
11. n. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Feder (F₁) größer bemessen ist als 'die vom Bremslüfter auf sie ausgeübte Kraft, solange dieser Bremslüfter von labilen Strömen erregt ist.
12. 12. Bremssteuerung nach . Anspruch 1 bis 11, 'dadurch gekennzeichnet, daß der Umf ormer- Generator durch ein Spannungsrielais (R₁) selbsttätig auf einen too Belastungswiderstand geschaltet wird.
13. 13. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsregelung des Umformer-Generators durch leinen Fliehkraftregler 'er- 10g folgt, welcher einen mit der Erregung in Reihe liegenden Widerstand steuert.
14. 14. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Fliehkraftregler gesteuerte Widerstand aus einem Kohlestapel besteht, welcher unter dem Druck eines Kraftspeichers, beispielsweise einer vorgespannten Feder, steht und vom Fliehkraftregler nach Maßgabe der Drehzahl entlastet ng wird...
15. 15. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslüfter durch einen dem Umformer generatarseitig entnommenen Wechselstrom erregt sind.
16. 16. Bremssteuerung nach Anspruch 1

    bis 15, dadurch gekesmizeichnet, daß die -Lösekraft bzw. Bremswirkung der elektromechanischen Bremse durch Beeinflussung des Umfannerstrom.es geregelt wird.
17. 17. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Lösestromes durch Verstellung· des generatorseitigen Biirstenjocbes des Umformers erfolgt.
18. 18. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in ■einem aus mehreren Triebfahrzeugen bestehenden Zug die Regelung der Bremslüfter (ZL₁ bis L₃) durch gemeinsame Bebeinflussung der Umfarmererregungen bewirkt wird.
19. 19. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen (Zf₁ bis Zi₃) mehrerer Umformer-Generatoren mit je einer Klemme an eine gemeinsame Sammelleitung (e_x bis ^₃) und mit der ander en Klemme an den zugehörigen Anker angeschlossen sind (Abb. 3).
20. 20. Bnemssteuerung nach Anspruch 1 bis 14 und 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom über einen gemeinsamen regelbaren Widerstand (W₁) den parallel geschalteten generatorseitigen Umfoirmerankern (^₁ bis A₃) entnommen wird.
21. 21. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Umformer des geführten Wagens die Erregungen der übrigen Umformer speist (Abb. 4).
22. 22. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 14, 16 bis 19 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslüfter (L₁) desjendgen Fahrzeugs, welches den als Erregermaschine arbeitenden Umformer-Generator (A₁, Zf₁) enthält, von den übrigen Umformern gespeist werden.
23. 23. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 14, 16 bis 19, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoranker (A₂₁ A₃) der geführten Wagen wie die Bremslüfter (L₁ bis ZL₃) sämtlicher Wagen zwischen eine durchgehende Leitung (A₁ bis A₃) und Erde geschaltet sind, während der beispielsweise durch Bürstenverschiebung oder anderweitig regelbare Generatoranker (^₁) des geführten Wagens wie die Erregerwicklungen (Zi₁ bis E₃) der Umformer sämtlicher Wagen zwischen eine weitere durchgehende Leitung (e_x bis e₃) und Erde angeschlossen ist.
24. 24. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19 und 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die fremderregten Feldwicklungen (Zf₂, E₃) der gesteuerten Umformer erst nach der Selbsterregung des speisenden Umformer-Generators (A₁, E₁) durch ein von dessen Anker (^₁) beeinflußtes Spannungsrelais (Z^₁) an diesen selbsttätig· angeschlossen werden (Abb. 5).
25. 25. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19 und 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des abgegebenen Erregerstromes durch Regelung der Erregung des speisenden Umformers oder durch Bürstenverstellung erfolgt.
26. 26. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19 und 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des vom Umformer-Generator (.A₁, Zf₁) abgegebenem Erregerstromes durch einen gemeinsamen, vorgeschalteten Regelwiderstand (W₁) erfolgt, während der Umformer-Generator als Nebenschluß-Generator geschaltet und dessen Erregung unabhängig von dem Regelwiderstand ist.
27. 27. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremslüfter (L₁) des führenden Fahrzeugs den Erregerwicklungen (Zf₂, Zf₃) der gesteuerten Umformer unmittelbar parallel geschaltet ist (Abb. 6).
28. 28. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die _go Speisung der durchgehenden Leitung (^₁ bis e₃), an welche die Erregerwicklungen (Zf₂, Zf₃) angeschlossen sind, im letzten Wagen des Zuges erfolgt (Abb. 7).
29. 29. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der im ersten Wagen untergebrachte Umformer-Generator (A₁, Zf₁)JWeIChCrZUr Speisung der Erregerwicklungen (Zf₂₅Zf₃) 'dient, an eine besondere durchgehende Leitung (Z₁ bis Z₃) angeschlossen ist, wobei diese Leitung (Z₁ bis Z₃) im letzten Wagen mit der die Erregerwicklungen (Zf₂, Zf₃) speisenden Leitung (e_x bis e_&) verbunden und der Regelwiderstand (W₁) zwischen dem Umformer-Generator (A₁, E₁) und Erde geschaltet ist.
30. 30. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19, 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet daß bei Unterbrechung der Erregerleitung die Erregung sämtlicher Umformer selbsttätig abgeschaltet ist.
31. 31. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19, 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß an die eine der beiden durch- n₅ gehenden Leitungen (e_x bis e₃, Z₁ bis Z₈), · welche im letzten Wagen miteinander verbunden sind, eine Ankerklemme des Umformer-Generators (A₁, E₁) angeschlossen ist, während mit der anderen Leitung (Z₁ bis Z₃) eine Klemme der zugehörigen Erregerwicklung (Zf₁) verbunden ist (Abb. 8).
32. 32. Bnemssteuerung nach Anspruch ι bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlaufende Erregerstrom-Zuführungsleitung· über Unterbrecherkontakte der Notbremsschalter im Wageninnern geführt ist.
33. 33. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Notbremsschalter (N₁ bis N₃) in derjenigen der beiden am Zugende verbundenen Vierbindungsleitungen (e_t bis e₃, Z₁ bis Z₃) liegen, an welche lediglich 'die über die beiden Leitungen an Spannung gelegte Feldklemme angeschlossen ist (Leitung Z₁ bis Z₃).
34. 34. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 19 und 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Ankerklemme des Umformer-Generators (A₁, E₁) an 'die eine der beiden am Zugende miteinander verbundenen Leitungen (Z₁MsZ₃, e_t bis e₃) angeschlossen ist, während mit der anderen Leitung (e₁ bis. e₃) die Klemmen sämtlicher Erregerwicklungen (E₁ bis- E₃) verbunden sind (Abb. 9).
35. 35. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 18, dadurch .gekennzeichnet, daß die generatorseitigen Erregerwicklungen (E₁ bis E₃) und Anker (A₁ bis A₃) der Umformer mehrerer Triebfahrzeuge zyklisch geschaltet sind, d. h. derart, daß stets der Anker (A₁ bzw. A₂, A₃) die Erregerwicklung (E₃ bzw. E₁, E₂) speist (Abb. iq).
36. 36. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 18 und 35, dadurch gekeimzeichnet, daß der Kreis des Generatorankers (^₁) im ersten Wagen und des Generatorfeldes (E₃) im letzten Wagen über eine durch alie Wagen geführte Leitung (Z₁ bis Z₃) verläuft und über Erde geschlossen wird, während der Strom der übrigen Erregerkreise von Erde über den Anker (A₃) eine Vexbindungsleitung (b₃, C₂) zum nächsten Wagen die betreffende Erregerwicklung (E₂) zur Erde verläuft.
37. 37. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 18, 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Erregerzyklus durch einen regelbaren Widerstand (W) im führenden Fahrzeug erfolgt.
38. 38. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 18 und 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklus über die Unterbrechungslsontakte von Notbremsschaltern (N₁ bis AT₃) geführt ist.
39. 39. Bremssteuerung nach Anspruch 1 bis 18 und 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremslüfter (L₁ bis L₃) erst nach Selbsterregung des Umformerzyklus durch von dessen Ankern beeinflußte Spannungsr>elais (K₁ bis /C₃) an diesen selbsttätig angeschlossen werden.
40. 40. Bremssteuerung nach Anspruch 1 · bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß l>ei Verwendung von wechselstromgespeisten Bremslüftern mindestens der Anker (A₁) des Generators im führenden Wagen außer mit zwei Schleifringen (^g₁, Zi₁) mit einem Kommutator ausgerüstet ist, wobei die Schleifringe an die Bremslüfter (L₁ bis L₃) angeschlossen sind, während der Kommutator des Ankers (^₁) im führenden Wagen zur Speisung der Erregerleitüngen (e_t bis e₃, Z₁ bis z₃) dient (Abb. 11).

    Hierzu ζ Blatt Zeichnungen