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Feinstufi?er Fahrschalter für elektrische Fahrzeu-e; Es ist bekannt,
fiü die Geschwindigkeitsregelung elektrischer Fahrzeuge, insbesondere Oberleitungsomnibusse,
\ockelischalter - zu verwenden. Derartigenorclüungerlassen indessen lediglich eine
mehr oder weniger grob- oder auch vielstufige Ttegelulig zu. lNußerdern benötigen
solche Schalter Blassptilen und Lichtbogenkaminern und verursachen erheblichen Werkstoffverschleiß
infolge Ab-Brand all den Kontakten: Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf
einen fui-nstufig.en Fahrschalter für clektrisclte 1, 1lirzeurie, insbesondere Oherleitungs-(mini
russe bzw. Straßenbahnen,-lnit in der 1'litte cles Uahrzeugs gelagerten. Schaltwerken.
Sie sielst eine Gescliwilicligkeitsregelung beine 1,,tlirt- ttild/lizw. Bremsvorgang
durch Zu- bz,W. Abschaltung \,on Widerstünden vor, die in zwei Gruppen aufgeteilt
sind; voll (leiten die eine Gruppe den überwiegenden "feil des Gesalntstronies tiilirelicle.
Grobwider-;täncle und die andere Gruppe Feinwiderstände enthält. 1=s sind zwar feinstufige
Valirsclialter bekannt, bei denen die Widerstmidcin zweiWiderstandsnruppen mitGroluncl
1@eini@-icler_t:nden derart aufgeteilt sind; daß die I'eimviderstände wiederholt
für' die Regelung innerhalb jeder Grobwiderstandsstufe verwendet werden: Bei diesen
bekannten Fährschaltern sind jedoch an den Anzapfungeit zwischen den einzelnen Grobaviderstandsstufen
:eines Ankervorschaltwiderstandes E-:xtzelsehalter vorgesehen, derart, däß. nachdem
.der parallel zu einer der Grobwiderstandsstufen` gelegte feinstufige Regelwiderstand
durch Drehung des Bürstenarmes al1-niiililicli ausgescliältet ist und die Bürste
die Endlamelle erreicht hat; mindestens eine i: ntschaltung erforderlich ist, um
.die Grobwiderstandsstufe zu überbrücken und den LZegelwi:derstan.d parallel u der
näcli:tfulgenden: Grobwider;taliclsstufe des Ankervorschaltwiderstancles zu schalten.
Abgesehen von Zeitverlusten verursachen derartige l nschaltungelt zusützliclie-
Schaltwinkel in bczu- auf die \ockenwalze sowie einett erliöliten.Kraftaufwand und
machen clie :\n@@elidttn zusätzlicher Schaltelemente und die Htnltaltung eilfies
bestimmten Schalttaktes innerhail> der l'Jnschaltun- erforderlich. Der P, lirschalter
geht daher schwer und ungleichlnü(3ig und erlaubt in elektri-;clier und mcclianisc'her
Hinlicht
keine pausenlose Widerstands-abschaltunä.
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Fs :i s t f erner eilte .a.niclere iüli:n l:cli e Anordntt-nbekannt,
bei der es sich jedoch nicht um die Gescliwincligkeitsre-elung .durch Zu- und Ah.
schalturig von Widerständen. sondern um eine Steuerung für Stufentransformatoren
handelt, bei cler der Stromverbraucher über= Mehrfachdrosselspulen wenigstens an
zneir:' Anzapfungen zugleich an den Transformatär, a11-eschlossen ist und bei der
das Weiter-. schalten ;in fiten Anzapfungen durch Umlegen eines Anschlusses der
Mehrfachdrosselspule erfolgt. Bei dieser Steuerung sind die Schalter ruin Einschalten
der -betreffenden Anzapfunr und die -zum Regeln bestimmte Vtlrrichtunr mechanisch
voneinander getrennt. Zum Regeln eitler Grobstufe ist eine Ztlschaltung derselben
- Stufe mittels besonderer Schalter erforderlich.
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Ini Gegensatz zu den bekannten Anordnungen ermöglicht die Erfindung,
die Steuerung unlschaltun-sfrel vorzunehmen, und zwar derart, (laß eine pausenlose
Widerstandsänderung in einfacher Weise erzielt wird. Zugleich ist es hierbei möglich,
den Gesarntfeinwiderstand so hoch zu bemessen, (laß nur ein kleiner Teil des Gesamtstromes
jeweils in diesem @\'iderstailcl vernichtet wird, so (laß sieh eine günstige Aufteilung
der Grob- und Feinwiderstände in bezug auf die Wärmeerzeugung ergibt. Dies wird
erfillClt111rSgelllafj un wesentlichen dadurch erreicht, daß jeder Grobwiderstandsstufe
ein den- für alle Grol>-widerstandsstufen "eineinsamen, beine Regeln tets vorn Stroin
gleicher Richtung durchs s
flossenen einregelwiderstand gleichzeitig steuerndes.
insbesondere als Schaltelement ausgebildetes Steuerelement zugeordnet ist; (las
die Znschaltung des gesamten Feinwiderstandes vornimmt, dann der Reibe nach die
einzelnen Feinstufen abschaltet und -anschließend die Grobwiderstandsstufe kurzsdlließt,
wodurch der gesamte Feinwidersfand für die nachfolgende Schaltung vorbereitet wird;
die unmittelbar hierauf, also ohne Umschaltung durch <las nachfolgende S.chaltelernent,
erfolgen kann. Selbst weni1 aus ir"elicleineni Grunde der nachfolgende Schalthebel
zu schalten be-lnnt, bevor der vorausgehende Schalt-11Ael die Grobstufe kurzgeschlossen
hat, tritt dabei leine Störung auf, während in einem entsprechenden Fall bei vier
bekannten Stetierun- finit 11t (1e11 Anzapfungen zwischen den einzelnen Grob:widerstandsstufen
eitles Ankervorschaltlviderstandes vorgesehenen Ein7elschaltern die Gefahr des Verbrennens
der in unbeabslchtt-ter "leise kurzgeschlossenen Grobwiderstände besteht.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung gemäß der 1?rfinclung entsteht
dann, wenn die Zu- bzw. Abschaltung der Feinwiderstände der Regelgruppe durch Abwälzen
der Kontakthebel an einer für alle Grol>widerstanclsstufen gemeinsamen Kontaktbahn
erfolgt.
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Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Widerstände in Grob- und
Feinwiderstände ..ist es zugleich möglich und besonders vorteil-.-llft, eine räumliche
Trennung zwischen den _1ze:den Widerstandsgruppen vorzunehmen, um däAurch die erstrebte
'\@Tiirtileaufteilutig zu '-erreichen, ohne daß die mit dem Steuerorgan verbundenen
Feinwiderstände besonders rekiihlt zu werden brauchen und ohne (laß die Gefahr @cler
Verschmutzung der Widerstände auftritt. Zu diesem Zweck werden crfindungsgemüß die
zu eitler Gruppe zusainniengefafiten- Grohwiderstiinde außerhalb des Fahrschalters
angeordnet, so daß rlie in denselben entwickelte Wärine leicht abgeführt werden
kann, während .die Feinwiderstandsgruppe iin bzw. am Fahrschalter, in unmittelbarer
\iilie .desselben oder z. B. gekapselt in einem besonderen Gehäuse unterhcbracht
wird, das gegebenenfalls mit Kühlrippen ausgerüstet sein kann. Z11( unlschaltungstrelen
Zu- oder Ab-
schaltung der Grobwiderstandsstufen kann .die Feinwiderstandsgruppe
in an sich belangter Weise durch Reihen- oder Parallelsclialtunr von Widerstandselementen,
z. B. Spulen. gebildet werden.
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An Stelle voll Spulen o.dgl. kann inan erzur (@eschwindirl;eitsrcrelun
der Motoren in sämtlichen Fahr- und Breinsstufen für die l#7eitirc"eluii" Kohlensäulen
benutzen. hs ist an sich bekannt, derartige aus Stapeln voll Kohlenscheiben ztisalililleil###esetzte
Kohlensäulen, d:.e ihren @Vi:clersta;ndswert in Abhängigkeit voni Druck ändern,
zu benutzen. Hierbei handelt es sich jedoch darum, daß die Kohlen.sätilcn parallel
zur Feldwicklung eines Motors geschaltet bzw. für Schienenbremsen verwendet werden.
Derartige Kohlensäulen werden somit beim Fallren nur für die letzte Fahrstufe (Shuntstufe)
bzw. beim Bremsen mir für die letzten Bremsstufen verwendet. Gemäß ,der Erfindung
lassen sich die Kohlensüuleil darcgen für s:ililtliclic Fahr- und hrenisstufen mit
Vorteil benutzen, zumal in diesen Feinwiderstail,clsstufeil n11( wenig Warnte ciltwiclzelt
wird. Durch die Anwendung der Kohlensäulen beine Ge-enstand der Erfindun- lassen
sich somit die vorzii-lichen lireil.cliafteit der Kohle, und zwar insbesondere ihr
hoher spezifischer«jiderstand, weitestgehend austiutzcti. wodurch der Werkstoffverbrauch
rc-enüber den Metallwiderständen auf ninen Bruchteil herabgesetzt wird.
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1)1eStCtle1"Utlg kat111 hierbei N"01-teilllatt Mittels eines Nockenantricbes
erfolgen, wobei .clie Nocken für die eiilzelncii Stufen versetzt -e-
-eileinander
an-cordnet werden können. Hierdurch al-t erncrniögliclit, wird z. B. gegenüber daß
die \ockenscheiben den \ockensch in den Zwischcnstel1,-ungen stehenbleiben können.
Bei der Verwendung für Oberleitun-s-Omnibusse ist es dabei möglich, eine uninittelbare
mechanische Verbindun-, also ohne LTl>ersetzun-s@getrie@be, zwischen dem Tritt-I)ecIal
und der., -N- vorzusehen. Selbst bei einem geringen Drehwinkel der Nockenwalze
kann dabei eine große Stufenzahl erreicht werden. Ini gleichen Fahrchalterrauni,-den
die Wider standsnockenschalter mit Blasspulen, Funkenkaininen usw: sonst beanspruchen.
kann z. B. der erfn.clungsgetnäße Schalter mit vielen Stufen einschließlich der
Regelgruppe unter.-ebracht werden.. Die: Größe -der von- dein 1TOc1<enantriel)
auszuführenden Bewegung ist hierbei in Ge-ensatz zu denl. 1)islierigeizellenschllterähnlichen
Aufbau unal)hiiangil- von der bei denisell)en aus niechanischen Gründen notwendigen
Entfernung voll Widerstandsstufe zu Wi.(lerstan(Isst.ife.
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Die weiteren Einzelheiten. un,l Vorteile sind in der nachstehenden
Beschreibung angegeben.
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In Fi&: t bis .4 der Zeichnung ist der Erfinclung#gegenstand in
einigen Atisführuigsl)eispielen veranschaulicht, während Fig.5 einbeispielsweises
Schaltschema wieder-ft.
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SiiAntliche Widerstände- des Fahrschalters sind in zwei Gruppen A
und B aufgeteilt. Die \Vi(lcrstan,dsgrul)pc'A enthält Widerstände, die,den weit
überwiegenden Teil des Gesamtstronies führen und, :oniit verh*iltiiisni;i13i;g viel
Wärme entwickeln. Diese Widerstände werden außerhalb des Fahrschalters 1n einer
solchen Stelle bzw. solchen Stellen des Fahrschalters vorgesehen, an denen die Wärme:
insbesondere infol-e einer natürlichen Kühlung durch. @clie vorbeistreichen-len
Luftschichton. .albgeführt werden kann.
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Die Widerstandsgruppe B- (Regelgruppe) enthält -dagegen Widerstände
b,, c, . . P,, die lediglich zur Fcinre-eltiti#, hestimnit sind. Diese Widerstände
können zusammen in it ihren Steuer- und Kontaktor-änen ini 1)zw. ain l- ahrschalter,
in der Nähe desselben oder in einem besonderen staub- und was:erdichteil Gehäuse
vorgesehen werden. Die Unter-1)i-iu-ting der .-Zügelgruppe in mein (erart.-gen ;"ehaI)selteti
Geliüuse kann deswegen 1)ecluein erfolgen, weil ein solches Gehäuse infnl-e der
-etrofenen ertin clun;seni:iten \1a13-naliinen nur solche Widerstände aufnininit.
ilie sehr wenig W:rine entwickeln, so claß .(las gekapselte Gehäuse klein gehalten
ist. hin derartiges Gehäuse kann hi.rrhei mit Fühlrippen ausgerüstet sein.
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Die @Vidcrst:ilirle b,, c, ... P, sind all )fielt inshesoll(lere parallel
zueinander verlaufenden Kontaktstäben b, c ... p angeschlosseil, die abgefedert
sein können und die bei der Ausfülrungsforin nach Fi-. t und 2 eine konkav und konvex
gekriünmte Kontaktbahn 1)ilclen. hie Form der Kontakthebel entspricht der Form der-'Kontaktbahn.
Mit den Kontaktstäben b bis p wirken .bewegliche, z. B. drehbar gelagerte Kontakthebel
r, 2, 3; . und 5 zusammen, die durch,drehbare Nocken-', walzen, Elektromagnete,
Druckluft oder Flüssigkeitsdruclr, -e-ebenenfalls unter Verwendun- von Henlin tverken,
gesteuert werden können. Die Kotitakthe:bel können dabei unter der Wirkung voll
Federn z; stehen., Die Grol)wiclerst:incle der GruppeA sind in Abschnitte unterteilt,
wobei die ,die einzelnen AbschnittcI, 1I, 11i, IV und V begrenzenden Anzapfpunkte
1r, 12, 13, 14, 15 mit den z: B. liorilförm.iigeii Kontakthebeln r; 2, 3,
4, 5 der Regelgruppe B für .die Feinregeltingg verhund(m sind. Hierdurch wird es
ermöglicht, die Widerstände b,, c.,- . . . p,, . nacheinander für sämtliche Abschnitte
I, II, III, IV,: V . zu verwenden, ohne eine -besondere Umschaltunb des Feinwiderstandes
mit besonderen Schaltern'vornehmen ztt iniissen.
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Die Widerstände bi, c, . . . p_, können hierbei, wie Fig: r zeigt,
unter sich parallel zu den Abschnitten I bis V oder, wie in Fi. 2 angegeben ist,
in Reilie -unter sich und, ins--esaint parallel - zu .den M)schnitten -der Widerstandsgruppe
A geschaltet werden. Eine -#rerminclerting des Widerstandes erfol-t somit bei der
Ausführunggsforni nach i durch Zuschalten und bei der Ausführungs-form nach
Fig. 2 durch. Abschalten der Widerstände.
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Eine besonders vorteilhafte, z. B. aus Fig. 5 ersichtliche Anordnung
entstellt dann, wenn die Regelgruppe aus Widerständen .besteht, die für die Feinregelung
innerhalb s:initlichcr . Abschnitte der große Wärtnemengcn entwickelnden Widerstände
wiederholt benützt werden können. Auf diese Weise lassen sich -die Widerstände selbst
in dem im Fahrschalter iui beschränkten Maße zur Verfügunstehenden IZ,auin 1)7w.
in einem Gehäuse besonders betlueni unterbringen, (las -ekapselt aus, geführt werde..
kann.
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Sinnliche hontaktliel)el T, 2, 3, 4, 5 lie"etl in der ,@-ulltt-c auf
einer mindestens -r_uni "feil aus 1solerstoit hestehendcn Stange a. 1# einer ist
eine Kontaktstati;ge -vorgesehen, die ainEnde der @oiitakthc >ell)etvc,un- durch
ein selbsttätiges ;\nhel)en des jeweiligen Kontaktlel)els voll den vorhei;gelienrlen
Kontakt-s t:* 1),
#I en (len entsprechende.. (@rc>1)widcrstanasabschliitt
kurzschlictit. .Herbei werrlcn s:init-Eiche Widerstände für die he inregelung' a1)-geschaltet,
so dall dieselben für ilcii Schaltvcir-ang mittels )les h()tct;il:tlicl)els für
den
nächstfolgenden Abschnitt, und zwar ohne l-inschaltung besonderer
Unischalter. zur VerfÜgung gestellt werden. Die Kontaktstange K Und die Tsolierstange
(r können parallel zueinander und zu den 1,Z-ontalctstiil)en b, c
... p
verlaufen.
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Wie insbesondere Fig. 5 zeit, legt sich leim Einschalten der ITebel
i auf den T,zolitaktstal) () und schaltet dadurch den Widerstand b., parallel zu
dein Abschnitt I. Alsdann werden der Reihe nach die Widerstände c." (l., bis p.,
parallel hinzugeschaltet. Am 1:nde der Bewegung des Kontakthebels i legt sich derselbe
auf den Kontaktstab A' unter gleichzeitigem Abheben von den vorhergehenden Kontaktstäben
b bis p. Der erste Abschnitt I der Grobwiderstandsgruppe A ist dainit kurzgeschlossen,
und die ctie Feinwiderstände enthaltende Regelgruppe ist frei für den Schaltvorgang,
der mittels des Kontaktliel)elS 2 eingeleitet wird, der clem zweiten Abschnitt II
zugeordnet ist. Auf diese Weise kann ein und dieselbe Regelgruppe für verschiedene-\bschnitte
der WiderstandsgruppeA wiederholt benutzt werden.
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Die Widerstände b, c" bis p,; für .die Feinregelung können aus Widerstandsdraht,
dünnwandi"en Widerstandsmetallrohren, Kohlestiiben 1)-7_\v. -rohren ausgeführt sein.
Man kann aber statt dessen hei Verwendung derselben bzw. ähnlicher Steuerorgane.
insbesondere Lockenscheiben, eine Anzahl von aneinander-ele-ten Kohlenscheiben
als Widert ei tzeii. Derarti-e I-Zohlensü.ulen än-; ände 1)
(lern ihren
Widerstandswert in :11)h= ngigkeit von der Druckänderung.
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Wie F i. i bis 3 zeigen, werden die Kontakthebel i bis 5 mittels parallel
zueinander angeordneter Nockenscheiben 6 gesteuert, die vorteilhaft gegeneinander
versetzt sein können. Hierbei kann die Anordnung zur Erliölitln- der Schaltsicherheit
so getroffen wer-Z, die Einschaltung in an sich bekannter «reise mittels Federn
7 und die Ausschaltung durch Nocken herbeigeführt wird. Der leichte Gang ist hierbei
dadurch erreicht, daß der zum Ausschalten der Schalter ,benötigte 1?nergieaufwand
zurückgewonnen wird, da beim Einschalten ein Druck der gespahnten Veder sich auf
die schiefe Ebene des Nockens auswirkt, Man kann aller auch, wie bekannt, in uni-ekehrter
Weise die Einschaltun- mittels eines Nockens und die =Nusschaltung mittels einer
Feder bewirken (vgl. Fig. .-1).
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Zwischen dem je1V(;ili"reil I\ontaktliel)el und (le r auf der drehbaren
Nockenhalin bewe-ten k@llc@@ ist ein ITel)eliillersetzttn-,sgesteiti"e9. 1o v()i;gesellen.
jeder lZoital:tliel)el ist iUi Zapfen =; der Stange lo drehbar ,gelagert, so (1a13
in der Zeit, in cler die [tolle S voni\ocken abl;iuft, der 1-Zontaktltebel an clen
finit den Feinivi(lerständen der Gruppe B verbundenen I@ontaktst<il)en
b bis p abgewälzt wird, wodurch die einzelnen Feinwiderstände nacheinander
zu- bzw. abgeschaltet werden, bis der Kontakthebel sich gegen die Kontaktstange
K legt. In dieser Lage des Kontakthebels sind die \\'iderstünde des jeweiligen Abschnittes
der Gruppe A kurzgeschlossen. Zugleich sind die Feinwiderstände in einen Zustand
gebracht, in .dem der nächste Kontakthebel tiititmehr die Schaltun-derselben Feinwiderstände
für den nächsten Schaltvorgang vornehmen kann. Durch die vorwiegende :11)-wälzbewegun-
des Kontakthornes wird der Aufwand der Antriebsenergie klein gehalten.
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Je nach der Wahl .des für die Stangen o und io geheinsamen festen
Drehpunktes i; kann erzielt werden, dal3 .die Kontakthebel i his 5,außer der Al)w:ilzl)ewe-lung
je nach (lein Aufbau eine gewünschte kleinere oder größere Schiebebewegung auf den
Kontakthebeln ausführen, wodurch in einer besonders vorteilhaften Weise eine zwangsläufige
Reinigung der Kontakte herl)eigeführt wird.
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Die Nockenscheibe G, die Rolle S, der fl:ebei 9, to und z. T. der
jeweilige hontaktliebel können alle aus Isolierstoff ausgeführt sein. Man kann aber
auch nur einige oder eines der genannten Teile aus Isolierstoff ausführen Hierdurch
ist eine weitgehendste Freizügi"-keit hinsichtlich der Isolierung gegeben.
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plan kann auch, wie Fig. 3 zeigt, die Kontakthebel geradlinig ausführen
sowie gegebenenfalls auch die Kontakthahn in einer geraden Ebene vorsehen, trotzdem
aller die Zulxzw. .die Abschaltung <der Feinwiderstäncle in der zeitlich richtigen
Schaltfolge durch @\l)-wälzen des jeweiligen Kontakthebels an den Kontaktstäben
erzielen.
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In Fig..T ist die Kontaktbahn gekrümmt ausgeführt, um eine zeitlich
richtige Schaltfolge auch dann zu bekommen, wenn z. B. der Auftreffwinkel zwischen
der hontaktbalin und dein Kontakthebel von den mittleren Kontakten ab zu klein sein
sollte. Die Kontaktbahn kann auch so ausgeführt werden, (lall sie von Anfan- an
nach einer "eici-üiliniten Ebene verläuft. Bei (lein in Fig.-[ dal-gcstellten :\usführungsheispiel
bewirkt tlcr Nocken die Einschaltung und die Feder; die :\usschaltuu@.
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Man katui ferner eitler geraden IZcliital;tbalin ein gekrümmtes f\ont:tlitliorii
oller llnigckehrt einer #,ekrüniniten Kontakthahn (-in gerades I,7,olit@il<tliorn
zuordnen.
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.Die IZontalztliel)el I bis ; bzw. die K()nLakthürner ((<innen
glatte <)der auf-erauhte 1,:()iitaktflächen aufweisen; statt (,[essen kann plan
die l#Zontakthebel finit Zähnen und Zahcfücken ausrüsten. 11n1 einen sicheren Kontakt
selb.t b(#ini \'erschintttzen zu erreichen, kalin in:Ui
jeder Stufe
des Grobwiderstandes zwei oder mehrere I#,-ontakthebel zuordnen, die zwar zu gleicher
Zeit schalten, jedoch mechanisch voneinander unabhängig sind.
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Die Anwendung der Erfindungsge(lankens ist nicht auf die dargestellten
Beispiele beschränkt. Insbesondere können (lie neuen Vorschläge hinsichtlich der
baulichen Gestaltung auch bei anderer Verteilung oder Gruppierung der Widerstände;
so z. B. auch bei eingruppiger r@lxsführung, .angewendet werden, wobei s.iegleichfalls
wertvolle Vorteile finit sich bringen.