DE738058C

DE738058C - Switchgear control for electric vehicles, especially for trolleybuses

Info

Publication number: DE738058C
Application number: DES143688D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Ulrich; Carl Vogel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-01-19
Filing date: 1941-01-19
Publication date: 1943-08-02

Description

Schaltwerksteuerung für elektrische Fahrzeuge, insbesondere für Oberleitungsomnibusse Selbsttätige Schaltwerke mit Motorantrieb für elektrische Fahrzeuge benötigen zum Rücklauf nach dem Ausschalten der Fahrmotoren eine gewisse Zeit, da der Motor die Schaltwalze aus der vorher vorhandenen Schaltstellung nicht augenblicklich in die Nullstellung bzw. Anfangsstellung zurückbewegen kann. Dies erweist sich nun bei" elektrischen Fahrzeugen für den Straßenverkehr, z. B. bei Oberleitungsomnibussien, als störend, da beim Wledereinschalten während der Bewegung des Fahrzeuges eine gewisse Zeit vergeht,. bis die Fahrmotoren wieder ein nennenswertes Drehmoment abgeben. Um diesen durch den Nullrücklaufzwang verursachten Zeitverlust zu vermeiden, sind Kunstschaltungen angewendet worden, bei denen, beispielsweise mit Hilfe ,einer Drehzahlmesserdynamo, dann, wenn der Fahrmotorstrom abgeschaltet ist, der Wägen aber noch rollt, das Schaltwerk so gesteuert wird, daß es nicht meinem Zuge auf Null zurückläuft, sondern absatzweise von Stufe zu Stufe entsprechend der immer kleiner werdenden Fahrgeschwindigkeit allmählich in die Nullstellung zurückläuft. Bei derartigen Steuerungen :entspricht in jedem Augenblick die eingeschaltete Schaltstufe des Schaltwerkes angenähert der vorhandenen Fahrgeschwindigkeit, und die Fahrmotoren können jederzeit eingeschaltet werden, ohne daß unzulässige Stromstöße entstehen. Derartige Schaltungen weisen nun den Nachteil auf, äaß sie verhältnismäßig verwickelt sind.Switchgear control for electric vehicles, in particular for trolleybuses Automatic rear derailleurs with motor drive for electric vehicles need for Reverse for a certain time after the drive motors have been switched off, as the motor stops Shift drum from the previously existing switch position does not immediately move into the Can move back zero position or initial position. This is now proven by " electric vehicles for road traffic, e.g. B. with trolleybuses, as annoying, because when you switch on the ski while the vehicle is moving certain time goes by. until the traction motors deliver a significant torque again. In order to avoid this loss of time caused by the zero return obligation, Art circuits have been applied in which, for example with the help of a tachometer dynamo, then, when the traction motor current is switched off, but the car is still rolling, the switching mechanism is controlled in such a way that it does not run back to zero for my train, but intermittently from step to step according to the ever decreasing driving speed gradually returns to the zero position. With such controls: corresponds to at any moment the switched-on switching stage of the switching mechanism approximates the existing driving speed, and the traction motors can be switched on at any time without causing inadmissible power surges. Such circuits have now the disadvantage that they are relatively involved.

Der -Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfacheren Mitteln eine ähnliche Wirkung zu erzielen. Erfindungsgemäß wird das Schaltwerk derart ausgebildet, daß es nach dem Ausschalten der Fahrmotoren, z. B. durch Steuerkontakte des das Abschalten der Fahrmotoren betätigenden Hauptschützes, bis zu einer bestimmten niedrigeren Fahrstufe, beispielsweise bis zur ersten Parallelstufe oder bis zu einer Reihenstufe, zurückgesteuert wird und in dieser Stellung so lange stehenbleibt, bis die Fahrgeschwindigkeit einen bestimmten unteren Grenzwert, der beispielsweise bei rokm/h liegt, unterschreitet. Ist diese Geschwindigkeit unterschritten, so wird @einerseits selbsttätig der Schaltwerkantriebsmotor wieder - eingeschaltet, so daß er das - Schaltwerk in die Anfangs- und Ruhestellung bewegt, andererseits eine Verriegelung (Nullrücklaufzwang ) wirksam gemacht, die ein er neutes Einschalten des Schaltwerks unmöglich macht, so lange es nicht in die Anfangs- oder Ruhestellung zurückgelaufen ist.The invention is based on the task with simpler means to achieve a similar effect. According to the invention, the switching mechanism is designed in such a way that that it is after switching off the traction motors, z. B. through control contacts of the Switching off the main contactor operating the traction motors, down to a certain lower level Speed step, for example up to the first parallel step or up to a series step, is reversed and remains in this position until the driving speed falls below a certain lower limit value, which is, for example, rokm / h. If this speed is not reached, @ on the one hand the switching mechanism drive motor is activated automatically again - switched on, so that he - the switching mechanism in the initial and rest position moved, on the other hand an interlock (forced zero return ) effective made, which makes it impossible to switch on the rear derailleur for so long it has not returned to its starting or resting position.

Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil zur Folge, daß es durch eine äußerst einfache Einrichtung während der Bewegung der Fahrzeuge bis zu bestimmten Geschwindigkeiten herab nach Abschaltung der Fahrmotoren möglich gemacht wird, daß die Fahrmotoren sofort beim Einschalten der Hauptschütze wieder einen größeren Strom aufnehmen und :entsprechend ein höheres Drehmoment entwickeln.The arrangement according to the invention has the advantage that it due to an extremely simple setup during the movement of vehicles up to made possible to reduce certain speeds after switching off the traction motors that the traction motors are switched on again immediately when the main contactors are switched on Consume greater current and: develop a correspondingly higher torque.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.In the following, the invention will be described in more detail by means of an exemplary embodiment explained.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Teil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltwerksteu.erung. Die Zeichnung bezieht sich gerade auf den Augenblick, in welchem das Schaltwerk nach dem Ausschalten des Fahrpedals p im Rücklauf über die Parallelstufen begriffen ist. !t und i bedeuten Hilfskontakte bzw. Sprungschalter, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Schaltwerks gesteuert werden und den Rücklauf des Schaltwerkantriebsmotors m steuern. Alle für den Vorlauf des Schaltwerks (das Anfahren) benötigten Schalt-und Leitungsverbindungen sind zur Vereinfachung fortgelassen. Das Schaltwerk weist neben der Ruhestellung i elf Stufen 2 bis 12 auf. Wird nach dem Ausschalten der Fahrmotoren durch Hilfskontakte des Hauptschützes der Schaltwerkantriebsmotor im Sinne der Rückwärtsbewegung über die geschlossenen Hilfskontakte der Sprungschalter h und i eingeschaltet, so wird beim Übergang von der Schaltstufe 8 auf die Schaltstufe 7 der Nockenhebel des Schalters lt in dem Sinne betätigt, daß der Schalthebel (der bewegliche Schaltkontakt) aus der Stellung a-b in die Stellung a-c umgelegt wird. Infolgedessen wird der Schaltwerkantriebsmotor m,von der ihn speisenden Stromquelle abgeschaltet, wobei über die Kontakte;a und c ein Kurzschlußbremsstromkreis für den Schaltwerkantriebsmotor geschlossen wird. Der Kurzschlußstrom verläuft von der Klemme A des Motors in über die Kontakted, Z des Sprungschalters i, die Kontakte 2. c des Schalters h und weiter über die unteren Kontakte des Sperrelais R zu der KlemmeB des Schaltwerkantriebsmotors m. Das Schaltwerk bleibt infolgedessen auf der Stufe 7, d. h. auf der ersten Parallelstellung der Fahrmotoren, stehen. Sämtliche für die Parallelschaltung vorgesehenen Widerstände sind auf dieser Stellung eingeschaltet. Das Schaltwerk verbleibt zunächst in der erwähnten Schaltstufe 7, während das Fahrzeug bei abgeschalteten Fahrmotoren mit abnehmender Geschwindigkeit ausläuft. Der Fahrzeugführer kann dabei jederzeit durch Betätigung des Fahrpedals die Fahrmotoren wieder einschalten, da ein Nullrücklaufzwang zunächst nicht besteht. Wird das Fahrpedal wieder betätigt, so erhalten durch Schließen des Hauptschützes die Fahrmotoren wieder Spannung. Außerdem wird der Schaltiverkantriebsmotor wieder eingeschaltet, wodurch das Schaltwerk, gegebenenfalls unter überwachung durch einen Stromwächter, wieder von der Stufe 7 bis zur Stufe 12 läuft. Man erkennt leicht, daß es Ohne weiteres möglich ist, auf der Schaltstufe 7 :einen solchen Vorschaltwiderstand vorzusehen, daß in keinem Falle unzulässige Zugkraftsprünge bz«-. Stromspitzen bei Wiedereinschaltung der Fahrmotoren auftreten können. Unter Umständen ist es zweckmäßig, den Widerstandswert, der der Schaltstufe 7 zugeordnet ist, so weit zu erhöhen, daß die auftretende Stromspitze bei der niedrigsten denkbaren Fahrgeschwindigkeit nicht höher wird als der Spitzenwert des Stromes auf den anderen Stufen beim Anfahren.The drawing shows schematically part of a switchgear control system designed according to the invention. The drawing relates precisely to the moment in which the switching mechanism is returning to the parallel stages after the accelerator pedal p has been switched off. ! t and i mean auxiliary contacts or snap switches, which are controlled as a function of the movement of the switching mechanism and which control the return of the switching mechanism drive motor m. All switching and line connections required for the advance of the switching mechanism (starting up) have been omitted for the sake of simplicity. In addition to the rest position i, the switching mechanism has eleven levels 2 to 12. If, after the traction motors have been switched off by auxiliary contacts of the main contactor, the switching mechanism drive motor is switched on in the sense of backward movement via the closed auxiliary contacts of the snap switches h and i, the cam lever of the switch lt is actuated during the transition from switching stage 8 to switching stage 7 in the sense that the switching lever (the movable switching contact) is moved from the ab position to the ac position. As a result, the switching mechanism drive motor m, is switched off from the power source feeding it, with a short-circuit braking circuit for the switching mechanism drive motor being closed via the contacts; a and c. The short-circuit current runs from terminal A of the motor in via contactsed, Z of the snap switch i, contacts 2.c of switch h and further via the lower contacts of the blocking relay R to terminal B of the switchgear drive motor m. As a result, the switchgear remains on the stage 7, ie on the first parallel position of the traction motors. All resistors provided for the parallel connection are switched on in this position. The rear derailleur initially remains in the mentioned switching stage 7, while the vehicle coasts down at a decreasing speed with the traction motors switched off. The vehicle driver can switch on the traction motors again at any time by pressing the accelerator pedal, since there is initially no compulsory return to zero. If the accelerator pedal is pressed again, the traction motors are energized again by closing the main contactor. In addition, the switching drive motor is switched on again, as a result of which the switching mechanism runs again from level 7 to level 12, possibly under the supervision of a current monitor. It is easy to see that it is possible without further ado to: Provide such a series resistor on switching stage 7 that in no case impermissible jumps in tensile force bz «-. Current peaks can occur when the traction motors are switched on again. Under certain circumstances it is useful to increase the resistance value assigned to the switching stage 7 so that the current peak occurring at the lowest conceivable driving speed is not higher than the peak value of the current on the other stages when starting up.

Wird während des Auslaufes des Fahrzeuges von einer Wiedereinschaltung der Fahrmotoren. abgesehen, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug einer Haltestelle nähert, so verringert sich die Fahrgeschwindigkeit, insbesondere wenn zusätzlich eine Bremsung angewendet wird. Wird eine bestimmte Geschwindigkeitsgrenze, die beispielsweise bei i o km,'h liegt, erreicht, so wird das Sperrrelais R wirksam. Der Erregerspule dieses Relais wird eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Spannung zugeführt. Beim Abfallen des Relais wird zunächst das untere Kontaktpaar (Kontakte x, y) unterbrochen, während das obere Kontaktpaar u, v überbrückt wird. Dies hat zur Folge, daß der Schaltwerkantriebsmotor m erneut an die Stromquelle angelegt wird. Der Motor läuft wieder an und dreht das Schaltwerk weiter zurück, bis die Ruhestellung i erreicht ist. Dort wird der Sprungschalter i umgeschaltet, worauf der Schaltwerkmotor von der Speisespannung abgetrennt und abgebremst wird. Außerdem hat aber das Abfallen des Sperrrelais R noch die Wirkung zur Folge, daß der Nullrücklaufzwang wiederhergestellt wird, indem z. B. eine mechanische Sperrung des Steuerorgans (des Fahrpedals) bewirkt wird. Das Sperrelais R steuert .in diesem Falle eine mechanische Sperrklinke 1(, die hinter den Pedalarm f faßt und die Pedalwelle feststellt. Lediglich auf _ der Ruhestellung i und der Anfahrstellung 2 ist die mechanische Verriegelung des Steuerorgans (Fahrpedals) durch die Sperrklinke 1( unwirksam, da die Sperrklinke, beispielsweise durch einen an der Hauptnockenwalze befindlichen Daumen, der in. der Zeichnung nicht wiedergegeben ist, niedergedrückt wird. Diese Sperrung ist in einem Geschwindigkeitsbereich von o bis etwa i o kmlh wirksam. Bei Überschreitung einer Fahrgeschwindigkeit von i o km/h zieht das Spierrelais R, dem eine von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Spannung zugeführt wird, an, wodurch es :anspricht und die Sperrung unwirksam macht.Is triggered by the traction motors being switched on again while the vehicle is coasting down. apart from, for example, when the vehicle approaches a stop, the driving speed is reduced, in particular when braking is also applied. If a certain speed limit, which is for example 10 km, 'h, is reached, the blocking relay R becomes effective. A voltage dependent on the driving speed is fed to the excitation coil of this relay. When the relay drops out, the lower pair of contacts (contacts x, y) is first interrupted, while the upper pair of contacts u, v is bridged. This has the consequence that the switching mechanism drive motor m is again applied to the power source. The motor starts up again and turns the rear derailleur further back until the rest position i is reached. There the snap switch i is switched over, whereupon the switch gear motor is disconnected from the supply voltage and braked. In addition, however, the failure of the locking relay R still has the effect that the forced return to zero is restored by z. B. a mechanical locking of the control member (the accelerator pedal) is effected. In this case, the blocking relay R controls a mechanical pawl 1 (which grips behind the pedal arm f and locks the pedal shaft. Only in the rest position i and the starting position 2 is the mechanical locking of the control element (accelerator pedal) by the pawl 1 (ineffective , since the pawl is depressed, for example by a thumb located on the main cam roller, which is not shown in the drawing. This locking is effective in a speed range from 0 to about 10 km / h. Pulls when a driving speed of 10 km / h is exceeded the spar relay R, to which a voltage dependent on the driving speed is supplied, whereby it: responds and makes the blocking ineffective.

Die Sperrung ist also wirksam auf den Fahrstufen 3 bis 12 dann, wenn das Fahrzeug steht oder langsamer fährt als i o km/h. Dagegen ist die Sperrung stets- aufgehoben auf den Schaltstufen i und 2, ferner dann auf den. Schaltstufen 3 bis 12, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als iokm/h ist.The blocking is therefore effective on speed levels 3 to 12 when the vehicle is stationary or driving slower than 10 km / h. On the other hand, the blocking is always canceled on the switching stages i and 2, furthermore then on the. Switching stages 3 to 12, if the driving speed is greater than iokm / h.

Vorteilhafterweise können die Funktionen des Sperrelais in solchen Anlagen, in denen eine Lichtmaschine zur Ladung einer Sammlerbatterie dient und durch einen geschwindigkeitsabhängigen Ladeschalter die Lichtmaschine :an die Sammlerbatterie angeschlossen wird, zusätzlich von dem Ladeschalter übernommen werden, wobei der Ladeschalter zur Steuerung der Verriegelungsspule des Fahrpedals sowie der elektrischen Umschaltkontakte benutzt wird.Advantageously, the functions of the locking relay in such Systems in which an alternator is used to charge a collector battery and the alternator via a speed-dependent charging switch: to the collector battery is connected, are also taken over by the charging switch, the Charging switch to control the locking coil of the accelerator pedal as well as the electrical one Changeover contacts is used.

Grundsätzlich - ist es aber auch möglich, durch ein Fliehkraftpendel die Verriegelungseinrichtung I( für das Steuerorgan (Fahrpedal) sowie die Kontakte u, v und x, y zu steuern.Basically - it is also possible to use a centrifugal pendulum to control the locking device I (for the control element (accelerator pedal) and the contacts u, v and x, y).

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching control for electric vehicles, in particular for trolleybuses; with an automatic motor-driven switching mechanism, characterized in that the switching mechanism after switching off the traction motor current, for. B. by a switch operated by the accelerator pedal or a main contactor, in particular by auxiliary contacts on the switches mentioned, controlled back to a certain intermediate position and stopped there by a speed-dependent switching device until the driving speed - below a certain limit: has fallen, and that then by the switching device mentioned, the forced return to zero for the restart of the traction motors is established and the switching mechanism is automatically taxed back into the starting position.

2. Switch control according to claim i, characterized in that the forced return to zero is effected by a locking relay (R) is exerted, the excitation coil of which is connected to a dependent on the driving speed Voltage is connected, on the one hand a mechanical lock for the Actuating element of the rear derailleur (the accelerator pedal) actuated, on the other hand after Shutdown of the switchgear in the intermediate position after falling below the Limit speed the derailleur drive motor again in terms of a backward movement turns on.

3. Switchgear control according to claim 2, characterized in that the locking relay controls quiescent current contacts (x, y) , by means of which a short-circuit braking circuit for the switchgear drive motor (m) is prepared after the mechanical locking of the travel control element is canceled. r1.

Derailleur control according to Claim i, characterized in that depending on the position of the switching verkes actuated switches (h, i) are designed as changeover switches in such a way that through them after switching off the gear drive motor after reaching the gear switch positions a short-circuit braking circuit prepared or established for the derailleur drive motor -will.

5. switchgear control according to claim i, characterized in that by the charging switch, which connects the alternator to the battery to be charged applies or disconnects, a locking device for the actuator of the switching mechanism is controlled.

6. Derailleur control according to Claim i, characterized in that the switching mechanism drive motor is switched on again or the actuation of the locking of the control element (F, ahrpedals) directly mechanically depending on the speed, e.g. B. by a centrifugal governor, is controlled.