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Einrichtung zur stetigen Regelung des aus fein unterteilten Schaltstufen
bestehenden Anfahr- und Bremswiderstandes von elektrischen Fahrzeugen Es ist bekannt,
--die Widerstände zum Anlassen und Bremsen elektrischer Fahrzeuge so zu unterteilen,
(daß eine praktisch stufenlose Regelung ermöglicht wird und (daß dadurch die sonst
bei Stufenschaltung erforderliche magnetische Blasung entbehrlich wird. DerWnderstand
muß hierbei so fein abgestuft sein, daßsich zwischen (den einzelnen Widerstandsstufen
keine Lichtbögen bilden können. Die Widerstandsstufen sind an Kontaktlamellen angeschlossen,
die nebeneinander angeordnet einen Kollektor oder eine flache Kontaktbahn bilden,
denen ider Strom durch Kohle- oder Kupferbürsten zugeführt wird. Für solche Regeleinrichtungen
hat man bisher eine oder mehrere parallel geschaltete Bürsten verwendet, die bei
ihrer Bewegung über die Kontaktbahn den Widerstand allmählich kurzschlossen. Diese
aus dem normalen Fahrschalterbau entnommene Anordnung besitzt indessen bei der Anwendung
auf eine Fernstufenregelung mit Widerständen große Nachteile. Auch die Verwendung
von zwei getrennten Widerständen, deren jeder durch eine besondere Kontaktbürste
geregelt wird, isst hier nicht brauchbar, flenn nimmt man an, daß die Bürste auf
der höchsten Fahrstufe angelangt ist und der Führer bremsen will, dann muß idie
Bürste zunächst in :die Nullstellung gebracht werden, in welcher sie gegen einen
Anschlag bewegt und plötzlich verzögert wird. Erst darauf kann der Führer die Umschaltung
auf Bremsen vornehmen und den Widerstand erneut verkleinern. Die Umkehrung .der
Bewegung ist besonders dann ungünstig, wenn die Regelung selbsttätig arbeitet und
die Bürste durch Federkraft in die Nullstellung gebracht wird. Ähnliche Schwierigkeiten
treten auch bei (den sogenannten Feinstufensteuerungen für Wechselstromfahrzeuge
auf, bei denen zwischen den einzelnen Transformatorstufen stufenlos geregelt werden
soll. Auch hier muß, sobald die neue Stufe erreicht ist, eine Umkehrung der Schaltrichtung
stattfinden. Man .hat sich hier (dadurch geholfen, daß man einen Zusatztransformator
verwendet, der durch Veränderung und Umkehrung der Spannung einte Feinregelung gestattet.
Die Umkehrung und Veränderung der Spannung erfolgt durch zwei gegenläufig bewegte
Bürsten, idie über die Lamellen eines induktiven Spannungsteilers gleiten. Zwischen
den Bürsten liegt @dann die Primärwicklung des Zusatztransformators, in der Spannung
und Stromrichtung verändert werden.
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An Stelle des induktiven Spannungsteilers wurden auch schon Ohmsche
Spannungsteiler verwendet, die aus zwei hintereinander schaltbaren Widerstandsaibschnitten
bestehen, die durch einen besonderen Schalter miteinander verbunden werden können.
Auch bei diesen Widerständen werden zwei Kontaktbürsten verwendet, die an zwei Lamellenbahnen
gegenläufig bewegt wenden können. Da es sich hier um Ohmsche Widerstände handelt,
,var es auch hier schon möglich, die Kontaktbürsten direkt miteinander zu verbinden.
Wollte
man jedoch einen solchen Widerstand außer für die Anfahrt auch gleichzeitig für
das Bremsen verwenden, so würde sich ergehen, daß entweder oder Ohmsche Widerstandswert
für den Bremsvorgang zu gering wäre oder, falls man diesen für das Bremsen bemessen
würde, zuviel Zeit verstreicht, bis der Anfahrvorgang richtig einsetzt. Außerdem
würde es Schwierigkeiten bereiten, die Umschaltung von Fahren und Bremsen vorzunehmen,
da zu diesem Zweck entweder ein Malthesergetriebe oder eine besondere Kupplung mit
Totganggetriebe erforderlich wäre.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Regeleinrichtung mit fein unterteilten
Schaltstufen für stetige Regelung, insbesondere für den Anfahr- und Bremswiderstand
von Fahrzeugen, unter Verwendung von zwei gegenläufig an den Widerstandslamellen
des gleichen Widerstandes entlang geführten Bürsten und nur einer Kontaktlamelle
für jede Widerstand.sanzapfung, wobei !diese NT:achteile dadurch vermieden werden,
daß erfindungsgemäß die Stromzu- und -abführung am Anfang und Ende des Widerstandes
erfolgt und die .die Lamellenbahn bestreichentden Bürsten elektrisch verbunden sind
und daß die beim Bremsbetrieb in anderer Richtung als beim Fahrbetrieb aus (der
Nullstellung heraus bewegten Kontaktbürsten in der Nullstellung gegen die Widerstandsmitte
so verschoben sind, daß beide den gleichen Abstand von der Widerstandsmitte haben,
so daß beim Schalten auf Fahren ein kleinerer Widerstand eingeschaltet wird .als
zu Beginn des Bremsens.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
an einer Fahrzeugsteuerung mit Anfahr- und Bremswderstand mit flacher Schleifbahn
dargestellt. Auf -dem feinstufigen Widerstand a, bei .dem der Einfachheit halber
die Lamellen nicht besonders dargestellt sind, gleiten die beiden Wanderbürsten
b1 und b2. Diese sind an dem Ketten- oder Seiltrieb c befestigt, der über die Rollen
dl und d2 geführt ist. Die Bürsten b1 und b= gleiten auf (den Führungsschienen f1
und -f2 und sind elektrisch miteinander verbunden. Bei Drehung der Kurbel e im Uhrzeigersinn
oder entgegen demselben wird sich die Bürste bi nach unten bzw. oben und
die Bürste b2 nach oben bzw. unten bewegen. Die Schienen f1 und f2 sind durch die
Leitung N leitend verbunden. Zufolge -dieser gegenläufigen Bewegung der Bürsten
b1 und b2 werden in -dem Augenblick, in dem die durch Drehen der Rolle dl im Uhrzeigersi,nn
bewegten Bürsten sich gegenüberliegen, beide die gleiche Kontaktlamelle berühren,
so daß dann der ganze Widerstand ca eingeschaltet ist. Werden die Bürsten weiter
verschoben, so wird der Widerstand von der Mitte aus nach beiden Seiten allmählich
verringert, bis er ganz kurzgeschlossen ist, sobald die Bürsten an den Endlamellen
s1 und s2 angelangt sind.
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Auf der Triebwelle der Rolle d2 ist eine Kurvenscheibe g angebracht,
mit welcher eine Rolle i dauernd in Eingriff gehalten wird und durch welche der
Fahrbremsschalter 1a betätigt wird. Die Kurvenscheibe g besitzt eine Mittelstellung,
bei der dieser Schalter h geöffnet ist (vgl. Abbildung). Wird die Kurbel e .entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht, so wird die Kurvenscheibe g ebenfalls entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn gedreht. Während sich dabei die auf den Schienen f1, f2 gleitenden
Bürsten b1 und b2 aus der in der Abbildung dargestellten Grundstellung o heraus
auf den Strecken x1 der Schienen f1, f2 nach oben bzw. unten in die gestrichelten
Stellungen bewegen, wird die Rolle i nach unten gedrückt, wodurch der Schalter k
in 'die obere Stellung gebracht und die Steuerung auf Fahren geschaltet wird. Es
fließt jetzt ein Strom von der Fahrleitung h über den Stromabnehmer, Leitung i sowie
über den Fahrbremsschalter h. und die Leitung in zur oberen Endlamelle s1 des Widerstandes
a, von dort durch den oberen Teil des Widerstandes, Bürste b1, die Schienen
f 2, f l zur Bürste b2 und den unteren Teil des Widerstandes a zum Fahrtwender
n,
und schließlich über den Fahrbremsschalter 1a zum Motoranker
p und das Feld q zur Erde.
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Beim Weiterdrehen der Kurbel e und der Rollen dl, d2 entgegen dem
Uhrzeigersinn bewegen sich .die Bürsten b1 und b2 auf den Strecken F der Schienen
f1, f2, @d. h. dem Fahrbereich, und zwar so lange, bis sie auf den Endlamellen s1
und s2 angelangt sind, wo der Widerstand a kurzgeschlossen ist. Dreht man die Kurbel
e im Uhrzeigersinne zurück, so wird der Widerstand a allmählich vergrößert und der
Fahrstrom kurz vor der Nullstellung o auf den Strecken x1 der Schienen f1, f2, d.
h. der Übergangsstellung durch den Fahrbremsschalter h., der von der Kurvenscheibe
g und der Rolle i gesteuert wird, wieder abgeschaltet.
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Zum Bremsen wird die Kurbel e im Uhrzeigersinn weitergedreht, wobei
zunächst auf den Wegstrecken x2 der Schienen f1, f2 die Rolle i des Fahrbremsschalters
auf dem Teil der Kurvenscheibe g gleitet, die den kleineren Durchmesser hat und
der Fahrbremsschalterk unter,der Wirkung der Felder w auf Bremsen geschaltet wird.
Die Leitung m ist nun nicht mehr über die Leitung l mit derFahrleitungk,
sondernunmittelbarmitErderverbunden. Die Stromrichtung im Motoranker p ist geändert.
Beim Weiterdrehen der Kurbel e wird der Widerstand a genau wie für den Fahrbereich
beschrieben,
jedochinumgekehrterRichtung,von den Bürsten b1 und
b2 allmählich kurzgeschlossen. Die Bürsten b1, b2 bewegen sich dabei auf den Strecken
B, der Schienen f1, f2. Die Bürsten b1, b2 erhalten in der Grund- oder Nullstellung
o eine aus --der Mitte des Widerstandes heraus verschobene Lage, so. daß je eine
der Bürsten rechts und links von der Widerstandsmitte liegt, wie in .der Abbildung
stark ausgezogen --dargestellt. . Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß zu Beginn
des Bremsens, nachdem die Bürsten,die Strecke x2 durchlaufen haben, der ganze Widerstand
a eingeschaltet ist (vgl. untere gestrichelte Bürste b1 und obere gestrichelte Bürste
b2, die sich in dieser Stellung gegenüberstehen). Zu Beginn des Fahrens ist dagegen
ein geringerer Widerstand vorgeschaltet; die Bürste b1 befindet sich in .diesem
Falle in der obersten gestrichelten Lage und die Bürste b2 in ider untersten. Dies
entspricht den Bedingungen, nach welchen beim Bremsen ein größerer Widerstand erforderlich
ist als beim Fahren. Anstatt .die Lamellen des Widerstandes nebeneinander in einer
Ebene zu gruppieren, kann man sie auch nach Art der Kollektoren ringförmig gruppieren
und die Bürsten auf drehbaren Brücken anordnen. Der Antrieb der Bürsten kann außer
durch eine Handkurbel mittels eines Gestänges bzw. eines Ketten- oder Drahtzuges
z. B. vom Führerstand eines Fahrzeugs aus bewegt werden. Im letzteren Falle wird
vorteilhaft der Widerstand in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet, ,damit er von
den Führerständen an beiden Fahrzeugenden aus bedient werden kann. An Stelle des
mechanischen Antriebes kann ebensogut ein elektrischer, Öl- oder Druckluftantrieb
treten. Bei Vielfachsteuerung mit HarTdantrieb kann man über Kardanwellen o. @dgl.
die Wagen miteinander verbinden und so von einem Führerstand aus mehrere Steuerungen,
die auf die einzelnen Wagen verteilt sind, betätigen. Besonders hier ist es erwünscht,
mit möglichst wenig Antriebsgestänge auszukommen. Dies wind dadurch erreicht, daß
die Antriebsvorrichtung für den Widerstand auch ,die Fahrtwendüng übernimmt. Die
Endlage der Bremsstellung ist normalerweise z. B. durch den Anschlag u begrenzt.
Beim Bremsen können also @die Bürsten b1, b2 zunächst nur bis zu dieser Raststellung
bewegt werden. Soll nun die Fahrtrichtung geändert werden, so kann dies, wie dargestellt,
dadurch erreicht werden, (daß der Anschlag u federnd gemacht und als Stößel ausgebildet
ist, der in Eingriff mit einem Sternrad t steht, das auf der Achse-des Fahrtwenders
n sitzt. Die Endlamellen s1, s2 des Widerstandes a sind breiter ausgeführt, wodurch
die Bürsten b1 und b2 in der Kurzschl.ußbremsste:llung weiterbewegt werden können,
als zum Bremsen unbedingt erforderlich wäre. Bei dieser Weiterbewegung der Bürsten
auf den Strecken FW der Schienen f1, f2 wird der Anschlag u entgegen ,der Feder
bewegt und so der Fahrtwender n durch das Sternrad t
jeweils in die ,andere
Fahrtrichtung umgestellt. Die Stellung des Fahrtwenders kann durch Überwachungslampen
dem Führer angezeigt werden.