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Fahr- und Brernsschalter für elektrische Triebfahrzeuge, insbesondere
Oberleitungskraftwagen Bei elektrischen, insbesondere auf Straßen fahr-enden Triehfahrzeugen
unterliegt die Geschwindigkeit der Fahr- und Bremsschalterbetätigung im aRgemeinen
der Wfllkür des Fahrers- ' mit dem Vorteil, daß dieser die Betätigungsgeschwindigkeit
und damit das Bewegungsverhalten des Fahrzeuges jederzeit den ständig wechselnden
Erfordernissen anpassen kann. Diese Freizügigkeit schließt aber auch die Möglichkeit
der Anwendung unzulässiger Betätigungsgeschwindigkeiten in sich. Solche sind meist
mit einer Belästigung der Fahrgäste verbunden (stoßweises Anstei-,-en der Besichleunigungs-
bzw. Verzögerungskräfte auf hohe Werte), und der Fährer gibt sich im allgemeinen
Mühe sie zu vermeiden. Bei Schienenfahrzeugen sind daher keine hesonderen Vorkehrungen
zur Vermeidung unzulässiger Betätigungsgeschwindigkeiten zu treffen, da überbeanspruchungen
der elektrischen oder mechanischen Ausrüstung durch, An-
sprechen der überstromauslösung
beim Anfahren bzw. Gleiten der Räder auf den Schienen beim Anfahren oder Bremsen
von vornherein vermieden werden. Der Überleitungskraftwagen ist durch die überstromauslösung
beim Anfahren in derselben Weise geschützt. Anders liegen die VerWältnisse hier
jedoch -bei der elektrischen Bremse. Die Reibungszähl zwischen Luftreifen und Straßerioberfläche
kann unter Umständen Werte annehmen, die ein Vielfaches des Wertes betragen, beidern,
Gleiten zwischen Rad und Schiene eintritt, so, daß durch unvorsichtige Betätigung
des Brems#schalters das Getriebe beschädigt werden kann.
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Es sind verschiedene Anordnungen zurVerhütung solcher überbrems-ungen
bekanntgeworden. Von der Bremskraftbegrenzungd:urch Beeinflussung der elektrischen
Kennlinie des als Generator arbeiten-den Triebmotors sei.zunächst abgesehen und
nur der Fall betrachtet, wo# der Triebmotor in der üblichen Schaltung mit gegenüber
dem Fahrbetrieb gewendetem
Anker oder Feld als Reihenschlußgenerator
auf in Abstufungen schaltbare Widerstände arbeitet.
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Das Schaltwerk kann mit einer mechanischen Hemmung versehen werden,
so daL# der Schalthebel (bei Oberleitungskraftwagen# meist:ein Fußhebel) eine bestimmte
Geschwindigkeit, bei der der höchstzulassigge Bremsstrom bzw. die höchstzulässigc
Breniskraft auftritt, nicht überschreiten kann. Diese Anordnung hat eine zeitliche
Verzögerung des Bremsbeginns zur Folge, wenn die Breinsung bei Fahrgeschwindigkeiten,
die kleiner als die Höchstgeschwindigkeit sind, begonnen wird" JD da die Hemmung
von den ersten Bremsstufen an wirken muß. Diese Verzögerung kann dadurch vermieden
werden, daß man die Hernmung bremsstromabl-tän-ig macht, indem man sie z. B. als
Wirbc-lstrombrenise ausbildet oder indem man am Bremsschalter Iciiie Stromsperre
anbrirgt, die das Weiterschalten kurzzeitig verhindert. Durch alle diese Vorrichtungen
wird mit dem Schaltwerk auch der Schalthebel in seiner Bewegung -ehemmt oder gesperrt,
so daß sie für Anordnungen nicht in Betracht komnien, bei denen dieser noch andere
Funktionen ausübt, beispielswe . se bei neueren Oberleitun-sIzraftwagen,
wo der Fußhebel für die elektrische Bremse im weiteren Verlauf seiner noch die ZD
mechanische Bremse betätigt. Außerdem wird bei einer Wirbelstrombremse oder einer
Stromsperre überbremsung -nicht in allen Fällen vermieden, so z. B. daiiii, wenn
die Zeit, in der der Schaltheb.-1 auf eine d--r oberen Bremsstufen bewegt wird,
zur Er-z eu-b (runo# b des Brernsstromes nicht hinreicht.
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Anordnungen mit federnder Verbindung ZD zwischen Schalthebel und Schaltwerk,
dessen Hemmwerk vom Motorstrom beeinflußt wird, vermeiden wohl diesen Nachteil,
jedoch wird damit eine überschreitung der zulässigen Stromstärke nicht in allen
Fällen vermieden, so z. B. dann, wenn die Zeit, in der der Schalthebel auf eine
der oberen Brenisstufen bewegt wird, zur Erzeug gung des Breinsstromes nicht hinreicht.
Aus dem Gebiete der selbsttätigen Steuerungen sind Anordnung2n bekannt, die in Abhängigkeit
von, -Motorstrom, von der Geschwindigkeit oder ander(-n Größen arbeiten und die
ein überschreiten der zuläss!-gen Stromstärke verhindern. Alle diese Anordnungen
bedürfen aber eines Fremdantriebs für das Schaltwerk, so daß sie für die vorliegende
Erfindung, die sich auf einen hand-oder fußbetäti-ten Fahr- und Breinsschalter
C
bezieht, nicht in Betracht kommen. Außerdem nehrneU sie dem Fahrer die vo!Istä7jd;,-e"7,-rfügungsfreiheit
über die Steuerung im zulässigen Bereich.
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Nach der Erfindung wirki das Hen-imwerk auf jeder Schaltstufe erst,
wenn die Fahrgeschwindigkeit beini Bremsen höher, beim Fahren niedriger ist als
der Wert, der Clein zulässi-en Triebmotorstroin bnv. der ,-i#Ässigen Tangentialkraft
am Triebraduint#lh#,1,1 entspricht. Solange diese Grenze nicht 'j#t#r- bzw. unterschritteri
wird, besitzt der Fahrer die uneingeschränkte Verfügung über C zi den Fahr-
und Bremsschalter. Er kann insbesondere jede im zulässigen Bereich liegende,
ihm passende Stufe sofort oder mit beliebiger Verzögerung ansteuern, da das Henimwerk
dann gar nicht in Tätigkeit -,ritt.
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Fi-. i der schematischen Zeichnurg zeigt als Arrwendungsbeispiel der
Erlindung eine Fut')hebelbremssteuerung für einen Oberleitun-sk-raftwagen. i ist
der mit der Welle 2 fest verbundene Bremsfußliebel, der über die mit einer Einstellschraube3
versehene, vorgespannte Feder 4 die Welle 5 und das Schaltv,-erk
6 antreibt. 7 und 8 sind l#'iiclzsteUfedei-ii für die Steuerwellen:2
tind 5. Die Fed,-r 7
kann bei entsprechender Bernessimg der
Feder
8 wegfallen. Mit der Welle 2 ist weiter noch ein zweites zur Herstellung
und Aufliebung der Bren-isschaltung oder z",. anderen Zwecken dienendes Schaltwerk
9 und eine Nockenscheibe io fest verbLinden# die über das Gestänge i i die
mechanische Bremse bet;. a ti-t. " Die Gc-sch%#.7indl-l-eit g r ler Stenenvelle
wird durch ein2 als ##indflügel'i2 dargestelltes Herminverk begrenzt, sobald ein
einer Feder 13 entg e -enwirkendes Solenoid 14 die Kupplun- der beiden Zahnräder
15 und 16
herbeigeführt hat.
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Die' Anordnung ist so getrofien, daß im Winkelbereich a,-b (vgl. die
Bezeichnungenan der Nockenscheibe io ' ; di(- elektrische Bremse mittels
des Schaltwerks 6 geregelt wird, während im Bereich b-c d;c mechanische Bremse
in Tätigkeit tritt. Solange das Solenoid 14. -nicht anspricht, folgt die Steuerwelle
5 jeder Bewegung des Ftil,')hebels i unmittelbar. Durch die Ankt:.ppiung
des Hemniwerks 12 uird eine elektrische überbremsun-C verhindert, ohne daß die Betätigung
der mechanischen Bremse ir '-eiidwie gehindert wäre. Die Anordntiii-- hat weitür
den Vorteil, z# daß bei Bruch der KuppItin '-sfeder 4 oder sonstigem Schaden im
Schaltwerk6 oder irn Herminverk die mechanische Bremse jederzeit in Gang gesetzt
-werden kann.
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Damit die Rückwärtsbewegting des Fußlieb,-ls auch bei -#1.iigezo-ur-cii-i
Solerold 14 sofort und unbeeinflußt vom erfolgt, kann dieses über ein Klinkunwerk
17 an die Steuerwelle 5 gckuppelt werden, wie Fig.2 zeigt. Wird dieses Klinkenwerk
unmittelbar durch das Solenoid 14 eingeschaltet, so erübri gt sich eine besondere
Kupplung des Hemmwerkes mit der Steuerwelle 5.
Dias Solenoid
14 könnte nun unmittelbar durch den Bremsstrom betätigt werden, wobei aber, wie
schon bemerkt. überbremsungnicht in aHen Fällen vermieden -wird. Es wird
daher vorteilhafter so geschaltet, daß es anspricht, wenn auf einer gegebenen Bremsstufe
eine gegebene Fährgeschwindigkeit Überschritten wird. Um dies zu erreichen, wird
es z. B. nach Fig. 3 von einem kleinen, mit der Fahrgeschwindigkeit verhältnisgleidher
Drehzahl umlaufenden Stromerzeuger 18 über einen Stromkreis - -speist, in
dem ein Widerstand ig eingeschaltet ist. Dessen Widerstandswert wird durch das von
der Steuerwelle2 oder 5 angetriebene Schaltwerk-->o so eingiestellt, daß
es auf der ersten Bremsstufe einen Höchstwert und auf der letzten Brernsstufe ti
einen Mindestwert hat. Man erkennt, daß bis zum Erreichen des Ansprechstromes des
Solenoides 14 auf eine um so höhere Brennstufe geschaltet werden kann,
je niedriger die Fahrgeschwindigkeit ist.
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Bei der Schaltungsanordnung ,b der Fig.3 gibt der Stromerzeuger 18
ständig Leistung ab, auch wenn die Ansprechstromstärke'des Solenoids 14 noch nicht
erreicht ist. Dies kann z.B. -nach Fig.4 durch Einschalten des Schaltwerkes 2o in
den Nehenschlußkreis des Strom#erzeugers iS vermieden werden, wobei sich dieser
erst !erregt, wenn die der Ein-
stellung des Widerstandes ig entsprechende
Widerstandsgerade die der jeweiligen FahrgescImindigkeit entsprechende Magnetisierungskennlinie
des Stromerzeugers 18 berührt.
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Unabhängigkeit von einem besonderen Stromerzeuger 18 und Anschluß
des Solenoids 14 an eine beliebige Stromquelle wird z.B. nach Fig. 5 erreicht,
wenn eine von der Steuerwelle2 oder 5 angetriebene Schaltivalze 21 in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwind#ig.-keit axial so, verstellt wird, daß der das Solenoid 1,4
steuernde Kontaktfinger 22 auf einer um so höheren Bremsstufe auf den Belag23 aufläuft,
je niedriger die FahrgeschwindIgkeit ist. Diese Verstellvorrichtung ist in
Fig. 5
durch einen von der Fahrzeugachse angetriebenen Fliehkraftregler24
dargesteUt.
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An Stelle des Fußhebels i (Fig- i) kann eine Kurbel oder ein Handrad
vorgesehen sein. Die Schaltwerke6 und q können für mittelbare oder unmittelbare
Betätigung der Hauptstromsteucrung gebaut sein. Das Hemmwerk kann als Pen,delhemmung,
Reibungskupplung oder anderswie ausgebildet sein. Die Anordnung kann nicht nur beim
Bremsen, sondern auch beim Anfahren wirken, wobei die Steuerung durch ein einziges
oder getrennte Betätigungsorgane erfolgt. Die I ZD Steuerung eignet sich auch für
Schaltungen, bei denen die Bremskraft schon durch Beeinflussung der elektrischen
Konnlinie begrenzt ist, indem sie hier wenigstens das überschreiten des zulässigen
Höchststromes verhindert und die Freizügigkeit der Betätigung der mechanischen Bremse
wahrt.