DE647815C - Antrieb fuer in beiden Richtungen schaltbare Schaltwerke - Google Patents

Antrieb fuer in beiden Richtungen schaltbare Schaltwerke

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DE647815C
DE647815C DEA66906D DEA0066906D DE647815C DE 647815 C DE647815 C DE 647815C DE A66906 D DEA66906 D DE A66906D DE A0066906 D DEA0066906 D DE A0066906D DE 647815 C DE647815 C DE 647815C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/32Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles
    • B60L15/34Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles with human control of a setting device

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Antrieb für in beiden Richtsingen schaltbare Schaltwerke Die Erfindung betrifft einen Antrieb für in beiden Richtungen schaltbare Schaltwerke durch. ein beispielsweise aus Druckluft bestehendes Druckmittel, welches -während des Schaltens dauernd in der einmal eingestellten Richtung auf den zugehörigen Kolben wirkt, während die Schaltwerkswelle durch eine steuerbare, unter dem Einfluß des Motorstromes stehende Haltevorrichtung auf den vollen Schaltstellungen festgehalten wird. Das Neue und Erfinderische wird darin. gesehen, daß das Kraftmittel der Haltevorrichtung in beiden Schaltrichtungen von einem besonderen Fortschaltrelais gesteuert ist, dessen mit einer Vorerregung der Haltevorrichtung verbundene Erregung in den Zwischenstellungen des Schaltwerks erhöht wird.
  • Die Verwendung von Fortschaltrelais bei Schaltwerksteuerungen ist an sich seit langem bekannt. Bei den bisher üblichen Anordnungen dieser Art wirkt jedoch das Fortschaltrelais nicht wie bei der Erfindung auf die mechanische Haltevorrichtung des Schaltwerks, sondern auf das Antriebsorgan. So beeinflußt bei einer der bekannten Schaltungen der Motorstrom die Haltevorrichtung nicht mittelbar über die Fortschaltrelais, sondern unmittelbar :dadurch, daß - er das Solenoid der Haltevorrichtung durchfließt. Das Haltesolenoid, welches vom Motorstrom durchflossen wird, ist aber kompliziert und teuer. Abgesehen davon arbeitet es in keiner Weise feinstufig, da es die verhältnismäßig große Haltekraft für das Schaltwerk ausüben muß. Verwendet man dagegen gemäß der Erfindung ein zusätzliches Fortschaltrelais, so ergibt sich eine erheblich einfachere Anordnung und trotzdem eine bessere Wirkungsweise. Das zum Halten dienende Solenoid wird in diesem Falle lediglich vom Steuerstrom durchflossen und kann daher einfach ausgeführt werden.
  • Es ist auch schon eine Schaltanordnung bekanntgeworden, die zur selbsttätigen Steuerung von Kontrollerschaltwalzen elektrischer Fahrzeuge vermittels vom Fahrstrom beeinflußter Relais dient, bei welcher das Drehen der Schaltwalze in dem einen Sinne unter Zuhilfenahme einer durch die Fahrkurbel gespannten Feder erfolgt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen dieser und der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß bei der letzteren in beiden Richtungen durch das gleiche Druckmittel unter Überwachung durch den Motorstrom geschaltet werden kann, während bei der bekannten Vorrichtung nur eine Steuerung des Schaltwerks vermittels eines Relais m einer Schaltrichtung möglich ist. Wollte man die bekannte Einrichtung sinngemäß anwenden, um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, so müßten alle Trieb- und Sperrteile doppelt vorgesehen werden. Das ist aber zweifellos eis ganz erheblicher Nachteil.
  • Ein Ausführungsbeispiel der neuen Schält= «verksteuerung ist in Abb. i der Zeichnung dargestellt. Die Abb. 2 zeigt schematisch die Starkstromkreise. Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt durch vier Motoren, deren Anker mit A1 bis A, und deren Felder mit F, bis F4 bezeichnet sind. Die Widerstände sind mit R1 bis R5 und R7 bis Rio bezeichnet. Die aus Abb.2 ersichtlichen Steuerelemente sind in ihrer Steuerstromschaltung auch in Abb. i dargestellt. Die Widerstände werden von den Nockenschaltern 21 bis 31 geschaltet, welche ihrerseits von der N ockenwalze C3 (Abb. i ) gesteuert werden. Die Nocken und die Nockenkontakte sind in Abb. i der Einfachheit halber fortgelassen. Die Nockenwalze C3 mit den Stellungen i bis i 8A wird von dem Druckmittelantrieb M bewegt.
  • Dem Starkstromkreis wird der Strom über den Stromabnehmer T, den Leistungsschalter L', welcher von dem Höchststromschalter M' gesteuert wird, zugeführt. Cl ist der Fahrtwendeschalter und C2 der Führerschalter. Die vier Motoren sind zu aus je zwei parallel geschalteten Motoren bestehenden Gruppen zusammengefaßt; jeder dieser Motorgruppen ist eine Hauptstromspule Ni bzw. N. eines Fortschaltrelais N zugeordnet.
  • Der Antrieb 111 besteht aus zwei einander entgegenwirkenden Kolben 6o und 61, welche in einem Zylindergehäuse 62 laufen und über einen Zahntrieb 63 auf die Schaltwerkswelle 6¢ wirken. Diese ist mit der Nockenwalze C3 verbunden, von welcher nur die beiden Steuernocken32, 52 und 33, 53 in Abb. i dargestellt sind. Das Druckmittel wird dem Zylinder über die Druckleitung 65 und ein Umschaltventil, welches aus den beiden Einzelventilen 66 und 67 besteht, zugeführt. Die beiden Ventile 66 und 67 sind mechanisch miteinander verbunden, so daß sie durch einen einzigen Elektromagneten 68 gesteuert werden können. Die beiden Ventile sind durch eine Feder 68' in der in der Zeichnung dargestellten Lage festgehalten, solange der Magnet 68 nicht erregt wird. Bei dieser Lage der Steuerelemente strömt das Druckmittel von der Druckleitung 65 über die Leitung 69 zum Kolben 6o, so daß das Schaltwerk die Stellung i einnimmt und den Steuernocken 32 geschlossen hält. Außerdem sind in dieser Stellung, wie sich aus dem Punktschema der Abb. 4 ergibt, die Nockenschalter 21 und 27 geschlossen (man vergleiche auch Abb.2). 75 ist eine Flüssigkeitsnachfüllung; mit 70 und 79 sind Luftauslaßstutzen bezeichnet. Wenn der Elektromagnet 68 erregt wird, werden die Ventile 66 und 67 umgestellt, und die vor dem Kolben 6o befindliche Luft strömt über die Leitung 69 und den Auslaß 7o nach .aü&n. Andererseits strömt Druckluft von .der. Zuführungsleitung 65 über das Ventil 66, die C)ffnung 71 zum Ventil 67, die Leitung 72 zu dem Gefäß 73, welches Flüssigkeit enthält. Als Füllflüssigkeit 74 wird vorzugsweise eine nicht gefrierende Flüssigkeit, beispielsweise Glycerin oder Alkohol, verwendet. Die Flüssigkeit wird durch das Druckmittel, beispielsweise Luft, über die Leitung 76 und die einstellbare Öffnung 77 vor den Kolben 61 gedrückt. Die Schraube 78 dient zur Einstellung der öffnung 77; die Geschwindigkeit der Schaltwerksbewegung kann also durch die Schraube 78 eingestellt werden.
  • Die das Schaltwerk auf jeder vollen Schaltstellung anhaltende Vorrichtung L besteht aus einer Scheibe 8 i, welche an ihrem Umfange mit Kerben versehen ist. In die Kerben greift ein Hebe182, und zwar mit einer größeren oder geringeren Kraft, je nachdem der an seinem Hebelarm angreifende Elektromagnet 83 mehr oder weniger erregt ist. Bei voller Erregung des Magneten 83 hält der Hebel 82 den Druckmittelantrieb M entgegen seiner Antriebskraft fest.
  • Zur Inbetriebnahme des Fahrzeugs wird der Steuerstromschalter 8o in seine linke Stellung bewegt. Der Fahrtwendeschalter Cl wird je nach der Fahrtrichtung in die Stellung R oder V umgelegt. Außerdem wird der Führerschalter C2 in die Stellung S bewegt. Befindet sich der Fahrtwendeschalter in der Vorwärtsstellung, dann ist für die Steuerwicklung 35 des Fahrtwenders 3¢ folgender Stromkreis geschlossen: Vom Stromabnehmer T über den Steuerstromschalter 8o, die Beläge 9o und 9i des Führerschalters C2, den rechten Belag des Fahrtwendeschalters Cl, die Wicklung 3 5, die Beläge 96 und 97 des Fahrtwenders, den Widerstand R11, den Kontakt des Höchststromausschalters M, den Leistungsschalter L' über die in der ersten Stellung des Schaltwerks geschlossenen Nockenkontakte 32 der Nockenwalze C3 zur Erde. Der Leistungsschalter wird also zugleich mit dem Fahrtwender eingeschaltet, wobei sein Anspringstromkreis über einen nur in der ersten Stellung der Nockenwalze geschlossenen Kontakt 32, 52 fließt. Der Leistungsschalter L' schließt also seinen Hauptkontakt und gleichzeitig einen Hilfskontakt i oo, welcher einen Haltestromkreis über die Kontakte des Höchststromausschalters M', aber unter Umgehung der Kontakte 32 schließt (Nullschaltungszwang).
  • Weiterhin fließt über den zweiten Hilfskontakt i o i des Leistungsschalters L' ein Strom, welcher vom Kontakt 92 des Führerschalters C2 über den Hilfskontakt i o i, den geschlossenen Hilfskontakt ioz des Schützes G und die Wicklung des Schützes S, die Wicklung des Magneten 68, den Widerstand R12 zur Erde verläuft. Das Schütz S (Serienschütz) und der Magnet 68 werden zur gleichen Zeit erregt. Durch das Serienschütz S wird (Abb. z) nunmehr ein Starkstromkreis hergestellt, welcher folgenden Verlauf hat: Von dem Stromabnehmer T über den Leistungsschalter L', die Wicklung des Höchststromausschalters M', die erste Motorengruppe, die Widerstände R1 bis R5, das Schütz S, die Widerstände Rlo bis R7, die zweite Motorengruppe zur Erde. Durch die Erregung des Magneten 68 wirkt, wie bereits beschrieben, das Druckmittel auf den Kolben 6 i, so da.ß sich die Nockenwalze C3 entgegen der Pfeilrichtung bewegt. Die Schraube 78 ist so eingestellt, daß die Schaltwerksgeschwindigkeit bei leichter Last klein genug ist, um eine Überlastung der Motoren zu vermeiden. Bei der Schaltwerksbewegung werden entsprechend der Abb. q., bis das Schaltwerk in die Stellung 9A gelangt, sämtliche Widerstandsstufen R1 usw. des Motorstromkreises kurzgeschlossen. Die mit i bezeichnete Stellung der Nockenwalze ist also gleichzeitig die Nullstellung und die erste Betriebsstellung; in der Abb. q. sind beide Betriebszustände voneinander getrennt dargestellt.
  • Ist die Belastung groß oder wird gerade eine Steigung befahren, dann wird das Fortschaltrelais N wirksam. In den Serienstellungen ist die Hebespule N3 des Fortschaltrelais dauernd schwacherregt, und zwar vom Stromabnehmer über den Schalter 8o, die Beläge 9o und 92, die Spule N3, den Widerstand R13, den Belag 95 zur Erde. Die Schaltung der Hebespule ist in Abb.3 schematisch herausgezeichnet. Diese schwache Vorerregung genügt aber nicht, um das Fortschaltreläis zum Anziehen zu bringen. Das Fortschaltrelais wird vielmehr zwischen den vollen Schaltstellungen des Schaltwerks, wie im nachstehenden näher beschrieben, zusätzlich erregt.
  • Befindet sich die Nockenwalze C3 zwischen zwei vollen Schaltstellungen, dann wird der Hebe18z der HaltevorrichtungL aus der jeweiligen Kerbe herausbewegt und schließt dabei den Kontakt io3. Hierdurch wird zunächst, wie sich aus der schematischen Abwicklung der Abb.3 ergibt, die Spule des Magneten 83 für die Haltevorrichtung L erregt. Da die Spule des Magneten 83 im Nebenschluß zum Vorschaltwiderstand R13 der Hebespule N3 liegt, wird durch das Einschalten der Spule des Magneten 83 die Erregung der Hebespule N3 erhöht. Das Fortschaltrelais N zieht nun an, sofern der Strom in den beiden Stromspulen N1 und N2 groß genug ist, d. h. wenn die Magnetkraft der drei Spulen Ni bis N3 die Kraft der Feder 37 überwindet (Abb. i). Das Fortschaltrelais schließt somit seinen Kontakt N¢ und verstärkt dadurch (Abb. 3) die Erregung der Spule 83. Gleichzeitig wird, wie sich aus Abb, 3 ergibt, die Erregung der Hebespule N3 geschwächt. Durch - die Schwächung der Hebespule ist das Verbleiben des Fortschaltrelais N in der angezogenen Stellung in erhöhtem Maße vom Motorstrom abhängig. Solange es in dieser Stellung bleibt, wird aber durch die starke Erregung des Magneten 83 der Hebel so fest in die nächste Kerbe gedrückt, daß eine Weiterbewegung des Schaltwerks nicht möglich ist. Erst wenn der Motorstrom, d. h. also die Erregung, in den Stromspulen NI. und N2 des Fortschaltrelais abgeklungen ist und daher der Kontakt N4 abfällt, ist die Erregung des Magneten 83 (Abb. 3) so gering, daß die Haltevorrichtung L das Schaltwerk freigibt und eine Weiterbewegung ermöglicht. Die Vorerregung der Hebespule N3 kann durch Regelung des Widerstandes R13 eingesteht werden. ,, Ist nun das Schaltwerk in der beschriebenen Weise in die letzte Serienstellung 9A ,gelangt, dann kann die Fahrzeuggeschwindigkeit dadurch weiter erhöht werden, daß man den Führerschalter C2 in die Parallelstellung P bewegt. In dieser Stellung wird das Parallelschütz P und das Erdschütz 0 eingeschaltet. Der Erregerstromkreis für diese beiden Schütze hat folgenden Verlauf: Stromabnehmer T, Schalter 8o, Belag 9o und 94 des Führerschalters C2, Nockenkontakt 33 der Nockenwalze C3, welcher in der Stellung 9A durch den Nocken 53 geschlossen ist, die Wicklungen der Schütze P und G, Erde. Die Schütze P und G ziehen an. Dabei öffnet das Schütz G seinen Hilfskontakt ioa, so daß das Schütz S abfällt und der Magnet 68 aberregt wird, d. h. der Schaltwerksantrieb M umgesteuert wird. Gleichzeitig schließt das Schütz G seinen Hilfskontakt 104, welcher einen Selbsthaltestromkreis schließt, so daß die Schütze G und P unabhängig von dem Nockenschalter 33, 53 eingeschaltet bleiben. Der Starkstromkreis besteht nunmehr aus zwei Parallelkreisen (Abb. z). Davon verläuft der eine vom Stromabnehmer T über den Leistungsschalter L', den Höchststromausschalter M, die erste Motorgruppe, den geschlossenen Nockenkontakt 25 (Abb. q.), die Widerstände R4 bis R1, Schütz G zur Erde. Der andere Stromkreis verläuft vom Stromabnehmer T über den Leistungsschalter L', den Höchststromausschalter M, das Schütz P, die Widerstände R7 bis R10, Nockenkontakt 31 (Abb. q.), die zweite Motorgruppe zur Erde. Bei der Rückbewegung des Schaltwerks werden nun nach dem Punktschema der Abb. ¢ die N ockenschalter der Reihe nach geschlossen, so daß das Fahrzeug weiterhin beschleunigt wird. In der Parallelstellung des Führerschalters C. ist der Belag 95 nicht wirksam, so daß die Hebespule N3 des Fortschaltrelais auf den Parallelstellungen nicht erregt ist. Die Folge davon ist, daß ein höherer Strom durch die Hauptstr omspulen N1 und N. fließen muß, um das Fortschaltrelais zum Ansprechen zu bringen, d. h. auf den Parallelstellungen wird ein großer Motorstrom zugelassen, so daß eine höhere Beschleunigung erzielt wird. Soll auch schon auf den Serienstellungen ein schnellerer Betrieb hergestellt werden, dann wird der Führerschalter C2 gleich in die Stellung P bewegt, so daß der Belag 95 auch beim Serienbetrieb geöffnet und daher ein höherer Motorstrom zugelassen ist. Dieser Betrieb ist auf solchen Teilen der Strecke anzuwenden, auf denen mit Rücksicht auf kurze Haltestellenentfernungen eine rasche Beschleunigung geboten ist. Hat das Schaltwerk die Stellung 18a erreicht und ist der Führerschalter in die Nullstellung zurückbewegt, dann können sofort wieder, wie aus der Schaltung hervorgeht, die einzelnen Stufen von neuem geschaltet werden.
  • Für den Fall, daß der Führer das Schaltwerk auf einer bestimmten Stufe anhalten will, bewegt er den Führerschalter C., in die Stellung ,;Anhalten« (A). Auf dieser Stellung ist der Magnet 83 der Haltevorrichtung L über den Belag 93 des Führerschalters unmittelbar an Spannung gelegt, so daß er voll erregt ist und das Schaltwerk festhält. Wie sich aus dem Punktschema der Abb. ¢ ergibt, wird der Widerstand R5 bei Serienfahrt zuerst kurzgeschlossen, und zwar durch Schließen des Nockenschalters 26. Der Kurzschluß des Widerstandes R;, bleibt auch während des gesamten übrigen Betriebs, also auch auf allen Parallelstellungen bestehen, damit der Vorschaltwiderstand, wie üblich, auf der ersten Parallelstellung kleiner ist als auf der ersten Serienstellung.

Claims (9)

  1. PA Tr;.XTAN 5PRÜCIIE: i. Antrieb für in beiden Richtungen schaltbare Schaltwerke durch ein beispielsweise aus Druckluft bestehendes Druckmittel, welches während des Schaltens dauernd in der einmal eingestellten Richtung auf. den zugehörigen Kolben wirkt, während die Schaltwerkswelle durch eine steuerbare, unter dem Einfluß des Motorstromes stehende Haltevorrichtung auf den vollen Schaltstellungen festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftmittel der Haltevorrichtung in beiden Schaltrichtungen von einem besonderen Fortschaltrelais gesteuert ist, dessen mit einer Vorerregung der Haltevorrichtung verbundene Erregung in den Zwischenstellungen des Schaltwerks erhöht wird.
  2. 2. Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (83) der Haltevorrichtung (L) beim selbsttätigen Anfahren von dem Fortschaltrelais (N) gesteuert wird.
  3. 3. Antrieb nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Hebespule (N3) des Fortschaltrelais (N) in den Zwischenstellungen der Nokkenwalze (C3) erhöht wird (Kontakt 1o3). ¢.
  4. Antrieb nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (83) auf einer besonderen Stellung (A) des Führerschalters (C@) voll erregt ist (Belag 93)-
  5. 5. Antrieb nach Anspruch i bis .1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (L) aus einer mit Einkerbungen versehenen Sperrscheibe (81) und einem von dem Magneten (83) beeinflußten Hebel (82) besteht, welcher zum Anhalten des Schaltwerks in die Kerben eingreift.
  6. 6. Antrieb nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Schaltstellungen aus der jeweiligen Kerbe herausbewegte Hebel (82) die Erregung der Hebespule (N3) des Fortschaltrelais (N) veranlaßt.
  7. 7. Antrieb nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Erregung der Hebespule (N3) der Magnet (83) der Haltevorrichtung (L) eine Vorerregung erhält. B.
  8. Antrieb nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltwerksantrieb (M) aus zwei gegeneinanderwirkenden Kolben (6o und 61) besteht, und daß die Druckluft auf den bei Reihenschaltung wirksamen Kolben (61) über eine Flüssigkeit (7q) und auf den bei Parallelschaltung wirksamen Kolben (6o) unmittelbar wirkt.
  9. 9. Antrieb nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste beim Serienbetrieb kurzgeschlossene Widerstandsstufe (R5) während des gesamten folgenden Betriebes kurzgeschlossen bleibt.
DEA66906D 1931-08-21 1932-08-20 Antrieb fuer in beiden Richtungen schaltbare Schaltwerke Expired DE647815C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2525490A (en) * 1946-06-15 1950-10-10 Westinghouse Electric Corp Locomotive
DE765856C (de) * 1940-09-13 1953-05-04 Aeg Druckluftantrieb fuer in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, insbesondere fuer elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE765856C (de) * 1940-09-13 1953-05-04 Aeg Druckluftantrieb fuer in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, insbesondere fuer elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge
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