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Fahrschaltereinrichtung für elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf. ein elektroniotorisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere
Elektrolastwagen, und b-etrifft eine Einrichtung zum Schalten des Motors auf Vor-
und Rückwärtsfahrt und auf die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen einschließlich
der Null- lind Bremsstellung. Bekanntlich werden die Schaltungen für diese Gänge
mittels einer Gangwalze hergestellt.
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Bei den bekannten Fahrschaltereinrichtungen muß der Fahrer diese Gangwalze
unmittelbar mittels eines Handhebels oder Handrades drehen. Diese Maßnahme ist nicht
nur wegen der Größe der Gangwalze, sondern auch deshalb mit einem ermüdenden Kraftaufwand
verbunden, weil dabei der Gegendruck der Feder der Schnellschalteinrichtung der
Gangwalze überwunden werden muß. Dieser Kraftaufwand ermüdet den Fahrer und lenkt
dessen Aufmerksamkeit von - der Fahrbahn ab. Als weiterer Übelstand kommt hinzu,
daß der Fahrer im Augenblick des Schaltens der Gangwalze auch die Anlaßwalze des
Motors mittels ein-es Fußhebels auf Null schalten muß, damit der Motor ausgeschaltet
ist und beim Anfahren mit dem neuen Gang die von der Anlaßwalze gesteuerten Widerstände
dem Motor vorgeschaltet sind.
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Nach, der Erfindung ist die Gangschaltung dadurch wesentlich erleichtert
und vereinfacht, daß die elektromagnetisch geschaltete Gangwalze nach Maßgabe des
auf einem Wahlschalter voreingestellten Ganges in der Nullstellung der Anlaßwalze
schrittweise Schaltstöße erhält. Bei dieser Ausbildung, des Fahrschalters kann der
Fahrer den Gangwechsel mittels des leicht verstellbaren Wahlschalters in der Weise
vorbereiten, daß er z. B. schon 5 o m vor einem auf der F#hrbahn befindlichen
Hindernis den Wahlschalter auf die gewünschte niedrige Geschwindigkeitsstufe umschaltet,
ohne daß diese Vorbereitungsmaßnahme irgendeinen Einfluß auf die jeweils eingeschaltete
Geschwindigkeitsstufe hat. Der Wagen nähert'sich also mit unverminderter Geschwindigkeit
dein Hindernis, von dessen Beobachtung der Fahrer durch keine Schaltmaßnahme abgelenkt
wird. Wenn sich der Wagen dem Hindernis, beispielsweise einer Straßenkreuzung, so
weit genähert hat, daß der Wagen langsam fahren muß, kann die vorbereitete Schaltung
durch einfaches Niedertreten des die Anlaßwalze in die Nullstellung überführenden
Fußhebels verwirklicht werden. Der Fahrer braucht also im Augenblick der Gefahr
an Stelle von zwei Schaltmaßnahmen nur noch eine einzige, leicht ausführbare Schaltmaßnahme
mittels eines Fußhebels zu treffen, so daß er von der Beobachtung der Fahrbahn nicht
abgelenkt wird.
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Um die Möglichkeit zu haben, von einer Stellung des Gangwählers unmittelbar
auf jede beliebige andere Stellung zu gehen, ist
nach der Erfindung
die Einrichtung so getroffen, daß der Wahlschalter und der Be-, grenzungsschalter
je eine Kontaktgruppe füf den Stufenanstieg und je eine zweite Kontaktgruppe
für den Stufenabstieg des GB-schwindigkeitsganges enthalten und auf beiden Kontaktgruppen
des Begrenzungsschalters diejenigen Kontakte geschlossen sind, welche in dem Steuerstromkreis
für die der jeweils eingeschalteten Stufe benachbarten Stufen liegen.
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Abb. i zeigt die Schaltung der schematisch und zum Teil schaubildlich
dargestellten Bestandteile der Fahrschaltereinrichtung.
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Abb. 2 zeigt einen Teil des Schaltgetriebes in Seitenansicht und größerem
Maßstab.
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Zu der Fahrschaltereinrichtung gehören der Wahlschalte.ra, eine Anlaßwalze
b, ein zweiteiliger Begrenzungsschalter c, d, eine Gang--,valze
e mit zwei Schaltmagneten f, g und schließlich ein Stromsammleir h.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wahlschalter a so
eingerichtet, daß sein Schalthebel auf vier Schaltstellungen V, bis V, für
Vorausfahrt, auf die Stellung, Null, auf die Bremsstellung B und auf zwei Stellungen
R, und R, für Rückwärtsfahrt geschaltet werden kann. Die zugehörigen Kontaktfinger
sind in zwei Gruppen angeordnet, und zwar entspricht die obere Gruppe IV-rl dem
Stufenanstieg (Linksdrehung des Schaltliebels) und die untere Gruppe 3-R, dem Stufenabstieg
(Rechtsdrehung des Schaltliebels). DiegleichenKontaktgruppenbesitzt der Begrenzungsschalter
c,d. Das Schaltgliedc ist über die Spule-des Schaltmagneten f, dagegen das
Glied d über die Spule des Schaltmagneten g an den Stromsammler It
angeschlossen. jeder Schaltinagnet steuert einen Selbstunterbrecherkontakt f' bzw.
g'.
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Die Schaltglieder c, d sind auf einer geineinsamen Welle i
gelagert, die an ihrem einen Ende ein Zahnrad k trägt, das mit einem Zahnrad
k' der Welle in der Gangwalze e kämmt. Auf der Welle in ist unterhalb
der Schaltmagnete-f, - je ein Klinkenrad ii, o gelagert. jedes Klinkenrad
wirkt mit einem von dem zugehörigen Schaltmagneten gesteuerten Schaltgetriebe zusammen,
das in Abb. i nur schematisch angedeutet ist.
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Dieses Schaltgetriebe besteht nach Abb. 2 aus einem Lenker i, der
mit seinem einen Ende an eine Lasche 2 angelenkt ist-, die an einem ortsfesten Teil
des.Wagengestells befestigt ist. An das andere Ende des Lenkers i ist ein zweiter
Lenk ' er 3 angeschlossen, der an seinem freien Ende einen Zapfen
4 trägt. Dieser Zapfen ragt in das Langloch 5
einer Lasche 6, die mit
ihrem Ende mittels eines Bolzens 7 an einer Konsole 8 des Lagers
9 der Welle m schwenkbar gelagert ist. An den Lenker i ist zwischen der Lasche
2 'und dem Lenker 3 der Magnetanker f (g) angelenkt.
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-' An der Unterseite des Lenkers i ist mittds eines Gelenkbolzens
io eine Sperrklinke ir angelenkt, die unter der Wirkung einer Feder 12 stets die
in Abb. 2 veranschaulichte Lage einzunehmen bestrebt ist. In dieser Lage ragt die
Sperrklinke mit ihrem Vorderende in eine Zahnlücke des Klinkenrades it
(o)
derart hinein, daß das Rad n an einer Drehung im Uhrzeigersinn verhindert
ist.
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Es ist zu beachten, daß das beschriebene Schaltgetriebe mit dem Klinkenrad
n nach Abb.:2 dem Getriebe für das Klinkenrad o spiegelbildlich entspricht (vgl.
Abb. i). Die die beiden Klinkenräder it, o tragende Gangwalzenwelle in ist also
mittels der beiden Sperrklinken ii in beiden Drehrichtungen gesperrt, so daß das
ganze Getriebe und infolgedessen auch die Gangwalze in der Ruhestellung gegen betriebswidrige
Schaltbewegungen, die etwa durch Erschütterungen eintreten könnten, gesichert ist.
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In' der in Abb. i veranschaulichten Betriebsstellung ist der Fahrschalter
auf die zweite Geschwindigkeitsstufe V. für Vor-.wärtsfahrt eingestellt,
und die einzelnen Schalteinrichtungen nehmen die in der Zeichnung dargestellte Lage
ein.
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Beim Umschalten des Schalthebels des Wahlschalters a aus der veranschaulichten
StellungV, beispielsweise auf die Stellung Null bleibt die Stellung der Gangwalze
e zunächst unbeeinflußt, da die in Betriebsstellung stehende Anlaßwalze
b, wie Abb. i erkennen läßt, den Steuerstromkreis geöffnet hält. Erst wenn
der Fahrer die Anlaßwalze mittels eines nicht dargestellten Fußhebels in die Nullstellung
bewegt, ist ein Stromkreis geschlossen, der von dem Pluspol des Stromsammlers über
die Erregerspule des Magneteng den Kontaktfingero des Begrenzungsschalters
d, den gleich bezeichneten Kontaktfinger der unteren Kontaktgruppe des Wahlschalters
a, die Anlaßwalze b zum negativen Pol des Sammlers verläuft. Infolgedessen
wird nach Überführung der Anlaßwalze b in die Nullstellung die Spule des
Magneten g erregt, der daher seinen Anker anzieht.
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Beim Anziehen des Magneten wird das in Abb.:2 dargestellte Schaltgetriebe
in folgender Weise in Tätigkeit gesetzt. Der Lenker i wird von dem Magneten
g (f) mitgenommen, wobei er sich um seinen Anlenkungspunkt an der
Lasche 2 dreht. Diese Sch-Nvenkbewegung des Lenkers i ruft eine Bewegung des Lenkers
3 in der in Abb. i gezeichneten Pfeilrichtung hervor, so daß der Zapfen 4
des Lenkers 3 in eine Zahnlücke des Klinkenrades
o
(n) gerät. An dieser Bewegung des Zapfens 4 muß die Lasche 6 teilnehmen,
die sich dabei um ihren Zapfen 7 dreht. Iin weiteren Verlauf der Bewegung
des Lenkers 3
erfaßt der als Schaltklinke wirkende Zapfen 4 einen Zahn des
Klinkenrades, das sich daher in der in Abb. i durch einen Pfeil angedeuteten Richtung
drehen muß. Während dieser Drehung gleitet der Zapfen 4 in dem LanglOch
5 der Lasche 6, bis er am Ende des Ankerhubes auch am Ende des Langloches
angelangt ist. In dieser Stellung verhindert die Lasche 6 das Herausschleudern
des Zapfens 4 aus der Zahnlücke des Klinkenrades, das daher nur um einen einzigen,
von dem Ankerhub abhängigen Schaltschritt gedreht wird. Die Sperrklinke ii behindert
die Drehung des Klinkenrades o nicht, da der nach oben gehende Lenker i die Klinke
i i mitnimmt und außer Eingriff mit dem Klinkenrad bringt. Die Drehung des Klinkenrades
o wird auch nicht - durch die Sperrung des durch die Welle mit ihm gekuppelten
Kfinkenrades n verhindert, da dessen gegenläufig gerichtete Zähne die zugehörige
Klinke i i unter Überwindung des Druckes der Feder 12 anheben.
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Bei der angenommenen Umschaltung des Wahlschalters aus der Stellung
V. auf die Stellung Null ist also die Gangwaize infolge des Schalthubes des Magneteng
zunächst erst Z,
auf die Stellung V, gelangt, da der Magnet g
den Stromkreis
beim Aufwärtshub durch Öffnen des Kontaktes g' selbst unterbrochen hat. Gleichzeitig
sind auch die Schaltglieder c, d des Begrenzungsschalters um einen
Schaltschritt gedreht worden. Da die Schaltbewegung sich auf den Stufenabstieg bezieht,
ist lediglich das entsprechende Schaltglied d
zu beachten. Dieses Glied schließt
trotz seines bereits erfolgten Schaltschrittes immer noch den Kontakt
Null, so daß in dem Augenblick, in dem der Magnetu abfällt und dabei den
Kontakt g' wieder schließt sowie das Schaltgetriebe nach Abb. 2 in die ursprüngliche
Lage zurückführt, der Gangwalze ein neuer Schaltstoß erteilt wird, der sie endgültig
in die voreingestellte Nullstellung schaltet.
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Jii dieser Stellung ist der Stromkreis durch das Schaltglied
d unterbrochen, da dieses inzwischen den Kontakt Null verlassen hat und nur
noch die benachbarten Kontakte B-R2 für den Stufenabstieg schließt. Da das Schaltglied
c an der Schaltbewegung teilgenommen hat, ist es ebenfalls um zwei Schaltschritte
weiter gerückt worden, so daß auch dieses Schaltglied die der eingeschalteten Kullstellung
benachbarten Kontaktstufen I bis IV für den Stufenanstieg schließt. Die beschriebenen
Vorgänge vollziehen sich sinngemäß, wenn nicht der Stufenabstieg, sondern der Stufenanstieg
geschaltet wird. In diesem Fall sind die obere Kontaktgruppe des Wahlschalters,
ferner das Schaltglied c des Begrenzungsschalters, der Magnet f und das Klinkenrad
n maßgebend für die entsprechenden Bewegungsvorgänge.
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Es ist also ersklitlich, daß der Wahlschalter von jeder eingestellten
Geschwindigkeitsstufe auf die beiden benachbarten Stufen geschaltet werden kann,
ohne daß über die Null-#stellung gegangen werden muß.
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Die Fahrschaltereinrichtung nach der Erfindung ist nicht nur für Elektrolastwagen,-sondern
auch für elektrische Schienenfahrzeuge verwendbar.