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Einhub-Fußhebelsteuerung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere
für Oberleitungsomnibusse Bei lenkbaren Fahrzeugen fällt dem Bedienungsmann außer
der Lenkung des Fahrzeuges auch die Aufgabe der Bedienung der Anlaßvorrichtungen
für die Antriebsmaschine zu. In elektrisch angetriebenen Fahrzeugen dieser Art,
insbesondere Oberleitungsomnibussen, werden die Anlaßvarrichtungen gewöhnlich durch
Fußhebel gesteuert, weil der Bedienungsmann die Hände für die Fahrzeuglenkung frei
haben muß. Der Ausschlagwinkel des Fußhebels kann im allgemeinen nicht allzu groß
gewählt werden, und diese Beschränkung des Schaltwinkels beeinträchtigt eine sichere
und einwandfreie Steuerung der Anlaßregler wegen der notwendigen Rastung der Schaltstellungen
und des Aufladens der Rückschaltfeder, welche den Regler in die Anfangslage zurückzuziehen
hat. Es ist bekannt, den Fußhebel mehrmals durchzutreten und dadurch jedesmal eine
Teilbewegung des Anlaßreglers zu erzeugen. Diese Regelungsart ist jedoch nicht immer
zweckentsprechend, weil das wiederholte Niedertreten und Zurückgehenlassen des Fußhebels
unnötige Zeitverluste und nutzlose Schaltbewegungen bedingt. Diese Bedienungsart
verhindert außerdem die zweckmäßige Annäherung an die Steuerung des Gaspedals bei
Kraftfahrzeugen, das für einen Anlaßvorgang jeweils nur einmal durchzutreten ist.
Die üblichen durch Fußhebel zu steuernden Anlaßv orrichtungen mit aus Schaltwalzen
oder Nockenschaltern bestehenden Schaltzeugen ermöglichen jedoch nicht eine sogenannte
Einhubsteuerung.
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Bei Fahrschaltern ist es -bekannt, den beweglichen Schaltteil mehrmals
über die gleichen Schaltstellungen zu bewegen, nachdem
jeweils eine
Umschaltung vorgenommen wurde. Das gewählte Übersetzungsverhältnis von i : i bietet
einer derartigen Bedienung keinerlei Schwierigkeiten, da bei dem angewendeten Schaltglied,
einer Kurbel, eine Drehung um 36o° oder mehrmals 36o° ohne weiteres möglich ist.
Bei einer durch Kurbel bedienten Steuerung treten Schwierigkeiten der eingangs erwähnten
Art nicht auf. Bei Steuerungen mit Grob- und Feinregelung ist es außerdem bekannt,
den Feinregler vollständig durchzuschalten, während der eigentliche Fahrschalter
nur um je eine Schaltstellung weiter bewegt wird. Steuerungen dieser Art sind ebenfalls
für Bedienung mit der Kurbel oder für Antrieb durch Hilfsmotor bestimmt, und der
Feinregler wird hierbei so oft durchgesteuert, als Grobstufen vorhanden sind. Eine
solche Anordnung ist wegen ihrer besonderen Eigenart mit einem Fußhebel ebenfalls
nicht bedienbar, da für diesen lediglich ein geringer Schaltwinkel von zweckmäßig
etwa 6o° vorgesehen werden kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß mehrere im Eingriff miteinander stehende
Zahnräder vorgesehen sind, die nacheinander von einem mit dem Fußhebel verbundenen
Zahnsegment angetrieben werden und von denen eines mit dein Regler gekuppelt ist.
Der feinstufige Regler, dessen Bedienung geringe Antriebskräfte erfordert, wird
durch diese Getriebeanordnung mehrmals in der einen und in der anderen Richtung
ohne Unterbrechung und ohne Leerwege durchgeschaltet. Beispielsweise wird der Regler
während der ersten Hälfte der Fußhebelbewegung in einer Richtung durchgeschaltet
und dann nach einer Umschaltung im Stromkreise des Motors oder der Motoren bei der
weiteren Fußhebelbewegung in der umgekehrten Schaltrichtung nochmals bewegt. Die
am Regler auftretende Schaltgeschwindigkeit läßt sich durch besondere Getriebeanordnungen
am Ende der zuerst stattfindenden Schaltbewegung herabsetzen, damit an dieser Stelle
die Umschaltung vorgenommen werden kann. Der Nockenschalter für Reihenschaltung
wird vorteilhaft als Schnellschalter ausgeführt, um bei unsicherer oder schwankender
Bedienung des Fußhebels eine einwandfreie Schaltung zu erzielen. Die am Regler erzielte
Schaltbewegung läßt sich bei verschiedenen bekannten Motorschaltungen in nutzbringender
Weise anwenden, beispielsweise bei einer Reihenparallelschaltung mit zwei Widerstandssätzen,
die bei zier Reihenschaltung in einer Richtung und bei der darauffolgenden Parallelschaltung
in der anderen Schaltrichtung gleichzeitig kurzgeschlossen werden. Hierbei können
die .beiden Bürsten bzw. Schleifköntakte gegeneinander versetzt werden, um auf eine
doppelte Schaltstufenzahl zu kommen. Auch bei Antriebsanordnungen mit einem Nlotor
kann die Erfindung benutzt werden, indem zunächst eine Hälfte des Anlaßwiderstandes,
deren Anzapfungen an die Reglerkontakte angeschlossen sind, kurzgeschlossen wird,
worauf dann eine Abschaltung des restlichen anzapfungslosen Widerstandsteiles stattfindet
und dann der bereits einmal kurzgeschlossene Widerstandsteil nochmals in der anderen
Richtung kurzgeschlossen wird. Die Erfindung benutzt den Vorteil, daß eine Raumersparnis
wegen der mehrmals durchzuschaltenden kürzeren Reglerkontaktbahn erzielt wird. Ferner
können mehrere Kontaktbürsten von demselben Bedienungsglied getragen und bewegt
werden. Der Regler wird als Viel-oder Feinstufenregler ausgebildet, und es fällt
in diesem Fall die Überwindung der Widerstandsarbeit fort, die durch die Rastenvorriclitung
verursacht wird. Schließlich befindet sich der Regler nach zweimaligem Durchschalten
zwar auf seiner höchsten Fahrstufe, gleichzeitig aber auch in seiner Anfangsstellung.
Durch Abschalten der Motoren und freien Rückgang des Fußhebels läßt sich infolgedessen
die Nullstellung erreichen, ohne daß der Regler hierbei geschaltet wird.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Das von dem Fußhebel
i zu bedienende Zahnsegment d. bewegt zunächst das Zahnrad 15 entgegen dem Uhrzeigersinn
und gelangt nach Zurücklegung des halben Schaltwinkels mit dem weiteren Zahnrad
16 in Eingriff, steht dann aber außer Berührung mit dem Zahnrad 15, Das Zahnrad
16 wird nunmehr ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben, bewegt aber seinerseits
das Zahnrad 15 im Uhrzeigersinn. Auf diese Weise werden während derselben Schaltbewegung
des Fußhebels i das Zahnrad 15 und damit das Zahnrad 17, die Welle 14. und die beweglichen
Kontakte iS und i9 der Kollektorregler 2o und 21 zunächst in der einen Richtung
und dann in der anderen Richtung bewegt, so daß die Kontaktbahnen zuerst in der
einen und dann in der anderen Drehrichtung beschaltet werden. Hat das Zahnsegment
d. die gestrichelte Lage erreicht, so befinden sich die Kontakte 18 und i9 wieder
in der dargestellten Lage,-und es würde nur der Zurückführung des Hebels 2 in die
Anfangslage und des öffnens der Stromkreise bedürfen, um die Nullstellung des gesamten
Schalt- i werkes herzustellen und die Schaltung aufzulösen. Das läßt sich in einfacher
Weise dadurch bewerkstelligen, daß der Fußhebel 2 in Richtung seiner Drehachse bewegt
wird, bis :r außer Eingriff mit dem Zahnrad 16 steht. Wird er dann losgelassen,
so geht er unter Wirkung der Feder 13 in die Anfangslage
zurück.
Die Nockenschalter werden hierbei zweckmäßig von einer durch das Lager 3 gehenden
Welle des Fußhebels gesteuert.
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Es sei nun auf die Abb. 2 und 3 eingegangen, in denen Anlaßschaltungen
dargestellt sind, wie sie mit einem Schaltwerk nach Abb. i hergestellt werden können.
Gemäß Abb. 2 sind zwei Motoren vorgesehen, deren Anker mit 22 und 2q. und deren
Feldwicklungen mit 23 und 25 bezeichnet sind. Die beiden Anlaßwiderstandssät2e sind
mit 26 und 27, die Gleitkontakte mit 35 und 36 und die Nockenschalter mit
28 bis 3o bezeichnet. Bei der Reihenschaltung der beiden Motoren ist der Nockenschalter
28, der zwei Unterbrechungsstellen hat, geschlossen, während die Nockenschalter
z9 und 3o geöffnet sind. Der Strom fließt infolgedessen vom Netz durch den Motor
22, 23, den Kontakt 35, Widerstand 26, Nockenkontakte 28, Widerstand 27, Kontakt
36 und den Motor 25, 2¢ zur Erde. Durch gleichzeitiges Bewegen der Kontakte 35 und
36 bis in die gestrichelt gezeichnete Lage werden die Widerstände 26 und 27 kurzgeschlossen.
Das Schalten der Kontakte 35 und 36 kann hierbei versetzt erfolgen, um eine größere
Schaltstufenzahl zu erreichen. Die Stufenspannung zwischen zwei Nachbarkontakten
einer Kontaktbahn bzw. die Lamellenspannung des Reglers kann hierbei ganz wesentlich
herabgesetzt werden. Nach dem Durchschalten der Widerstände werden die Nockenschalter
29 und 3o geschlossen, und der Nockenschalter 28 wird geöffnet. Dadurch werden beide
Motoren parallel geschaltet, wobei sie mit je einem Widerstandsteil in Reihe liegen.
Nunmehr werden die Kontakte 35 und 36 über die Kontaktbahn in umgekehrter Richtung
geschaltet, wobei ein nochmaliges Kurzschließen dieser Widerstände stattfindet,
bis beide Motoren in Parallelschaltung an der vollen Spannung liegen. Auf diese
Weise kann mit einer leicht zu bedienenden Fußhebelsteuerung eine Reihenparallelschaltung
zweier Motoren oder Motorgruppen durchgeführt werden, was mit bekannten Steuerungen
bei so kleinen Schaltwegen nicht möglich ist.
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Nach Abb. 3 ist nur ein Antriebsmotor 31, 32 vorgesehen, der zunächst
mit dem ganzen Widerstand 32 in Reihe geschaltet ist. Beim erstmaligen Durchschalten
des Reglers wird der Gleitkontakt 37 bis in die gestrichelte Lage bewegt, bei der
der halbe Widerstand 32 kurzgeschlossen ist. Hiernach wird der bisher geschlossene
Nockenschalter 33 geöffnet und der Nockenschalter 34 geschlossen. Der Motor 31,
32 liegt dann mit der bereits einmal durchgeschalteten Widerstandshälfte in Reihe
geschaltet zwischen Netz und Erde, und dieser Widerstandsteil wird beim Zurückschalten
des Kontaktes 37 bis in die Anfangsstellung nochmals kurzgeschlossen, bis der Motor
an voller Spannung liegt.