DE765856C

DE765856C - Druckluftantrieb fuer in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, insbesondere fuer elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE765856C
Application number: DEL101805D
Authority: DE
Inventors: Hermann Balke; Kurt Doerfer; Hermann Voeckler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-09-13
Filing date: 1940-09-13
Publication date: 1953-05-04

Description

Druckluftantrieb für in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, insbesondere für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge Es sind in ,zwei Richtungen steuerbare Druckluftantriebe zum Bewegen der Schaltwerke elektrisch angetriebener Schienenfahrzeuge bekannt, bei denen zwei für die verschiedenen Schaltrichtungen vorgesehene Kolben vorhanden sind, von denen der eine bei dem einen und der andere bei dem anderen Schaltsinn beaufschlagt und unter Druck gehalten wird. Das Anhalten in den vollen Schaltstellungen wird bei dieser bekannten Einrichtung durch eine Sperrvorrichtung bewirkt, die unter dem Einfluß des Fahrschalters oder eines Fortschaltrelais steht. Bei den bekannten Einrichtungen, die auch mit einem einzigen Drehkolben als Antriebsglied versehen sein können, erfolgt die Steuerung gewöhnlich selbsttätig unter Zuhilfenahme des Fortschaltrelais. Es ist nur ein kurzzeitiges, von der Höhe des Fortschaltstromes abhängiges Anhalten auf den einzelnen Schaltstellungen möglich, wobei nach Absinken der Stromspitze sofort ein selbsttätiges Weiterschalten stattfindet. Es ist auch ein Anhalten auf den sog. Dauerfahrstellungen, z. B. in der letzten ReihenschaItstel:ung der Motoren möglich Ein Anhalten des Schalt«-erhes während der Rückschaltung ist demgegenüber nicht möglich. Es handelt sich also hier um-vom Willen des Bedienungsmannes unabhängige selbsttätige Steuerungen mit Fernbedienung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckluftantrieb für in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, bei dem zwei in cerschiedenen Richtungen schaltende Kolben vorhanden sind, von denen jeweils einer nach Einleitung des Schaltvorganges unter Druck gehalten wird, und das Anhalten auf den vollen Schaltstellungen durch eire Sperrvorrichtung stattfindet. Die Erfindung besteht darin, daß die Steuerung nach dem an sich bekannten Plus-1l:inus-Grundsatz erfolgt in der Weise, daß beim Schalten des Führerschalters in die Lage Auf oder Ab stetiges Weiterschalten ohne Anhalten in den einzelnen -",clialtstellungeii der Hauptwalze erfolgt. wobei lediglich beim Schalten in der Richturig Auf eine an sich bekannte Überwachung durch ein Fortschaltrelais mit Hilfe einer elektrisch gesteuerten gegenüber der Hauptwalze rascher angetriebenen und nur wenige Schaltstellungen aufweisende Rastetivorrichtung stattfindet und das Fortschaltrelais im Verein mit einer Hilfswalze ein Anhalten auf den vollen Schaltstellungen bewirkt, und daß der jeweils beaufschlagte Kolben auch in der Schaltlage Fahrt des Führerschalters unter Druck gehalten wird. Eine Steuerung dieser Art weist bedeutende Vorteile auf in bezug auf die Einfachheit der Schaltung, Bedienung und Gesamtanordnung, Sicherheit in der Beherrschung der einzelnen Schaltvorgänge, geringe Anzahl der Steuerleitungen und erlaubt bei Anwendung des Schaltgrundsatzes auf die Brernsseite eine Zielbremsung. Weitere Einzelheiten seien an Harid der Zeichnung erläutert, die eine Verwirklichung des Erfindurigsgedankens veranschaulicht.
Der Führerschalter 1 hat, wie das bei der Fall ist, z. B. die Schaltstellungen Auf. Ab und Fahrt und außerdem jenseits der -Nullstellung die SchaltlagenBremsen und Abschluß. Dererforderliche Steuerstrom wird einem Stromsammler: entnommen. Die Dr uckmittelventile sind mit 3 und .l, die zugeliör ,-gen Zvli :der bzw. Kolben mit 5 und 6 und die Hauptschaltwalze mit 12 bezeichnet. Die Kolbenstangen wirken auf eine Schwinge;, die mit dem Zalinsektor8 gekuppelt und lose drehbar auf der Welle 9 gelagert ist. Der Zahiisehtor S steht mit dein Ritzel io der Hauptwalzenwelle i i im Eingriff, und auf dieser Welle i i sitzt ein Zahnrad 1d.. weiches miteineni Ritzel15 der Welleci zusainmeriwirkt. Die `so-elle i i wird demnach infolbe der Übersetzung S, io mit höherer Geschwindigkeit als die Schwinge ; angetrieben, und andererseits wird die Welle 9 wegen der Übersetzung 1d. 15 rascher bewegt als die Welle i i. Auf der Welle 9 ist ein Hemm- oder Zeit@yerlc 16 angeordnet, das für einen gleichmäßigen Ablauf der Schaltvorgänge sorgt und z. B. durch einen Kurzsehlußankermotor mit gleichbleibender oder regelbarer Erregung gebildet wird. Auf der gleichen ZVelle 9 sitzt ferner eine Rastenscheibe 18, die mit einer durch den Magneten 2o elektrisch gesteuerten Rastenklinke ig zusammenwirkt, und eine Hilfswalze 13. Die Anordnung der beiden letztgenannten Ger.:te auf der mit höherer Geschwindigkeit angetriebenen Welle 9 bietet den Vorteil, daß nur wenige Schaltstellungen vorgesehen zu werden brau(-hen, die wiederholt benutzt werden, und daß ferner die Schaltstellungen der Haupt@yalze sicherer angelaufen «-erden. Außerdem ist nur eine kleine Rastenkraft norwendig.
Vor dem Beginn des Schaltens nehmen alle Teile die -,-zeichnete Lage ein. Das Ventil .l hält den Kolben 6 unter Druck, so daß das Schaltwerk in der Endlage restgehalten wird. Das Ventil 3 verbindet den Zylinder 5 mit der Außenluft, das Hemmwerk 16 ist wirkungslos, und die Klinke i9 wird durch die Feder 39 in eine Rast der Scheibe 1? gedrückt.
Wird der Führerschalter i in die Lage Auf gebracht. so wird ein. Steuerstrom über die Spule 21 des Ventils 3 geschlossen und letzteres so unigesteuert, daß es den Zylinder von der Außenluft abschließt und mit dem Druckmittelbehälter verbindet. Beim Anziehen des Z`entilstößels durch den -lagnetanker wird mittels der -Nase 2; die das Ventil 1 bei 30 in der angezogenen Lage haltende Klinke 26 so verstellt, daß das Ventil .4 zum Umsteuern veranlaßt wird. Die lasen 2; und 28 sind als nur in einer, nämlich der Aufwärtsrichtung die Klinken -25 und 26 mitnehmende Teile ausgebildet, so daß die -Nase 2S_ beim Abfallen des Ventils .1 Wirkungslos an dem oberen Ende der Klinke 25 vorübergleitet. Die Ventile bzw. deren Stößel können auch in anderer «'eise elektrisch oder mechanisch gegeneinander verriegelt sein. Durch die Spule 21 wurden beim Anziehen des Ventils 3 die Hilfskontakte 23 geschlossen und damit ein Steuerstromkreis für das Hemmwerk 16 und die Rasteneinrichtung 18, 19 hergestellt.
Der unter Druck gesetzte Kolben 5 dreht nunmehr nach Maßgabe der beiden Cbersetzungen die Wellen i i und 9. «-ober die Geschwindigkeit durch das Hemmwerk r6 in bestimmten Grenzen gehalten wird. Der Abauf h`iri-t von der Er rel- t:rig des Herrunwerkes a1), die auch regelbar sein kann, um z. B. ein rascheres Auf- und Abschalten erniögliclien zu können. Die Regelung kann mit an sich bekannten Mitteln in etwa vorzusehenden Schaltlagen Schnell auf oder Schnell ab oder auch in der Nullstellung des Führerschalters vorgenommen werden. Mit dem durch die Spule 21 geschlossenen Steuerstromkreis wird auch die Rasterklinke i9 durch den Magneten 2o gelöst, die sonst mittels der Feder 39 das Schaltwerk in jeder vollen Schaltstellung, auch bei beaufschlagtem Kolben 5 oder 6 festzuhalten vermag. Der Stromkreis für den Magneten 2o wird zunächst über in der Nullstellung der Hilfswalze 13 geschlossene Kontakte 34, 35 und über Kontakte 38 eines nicht dargestellten Fortschaltrelais hergestellt.
Nachdem die Hilfswalze 13 sich in Bewegung gesetzt hat und die Kontakte 34, 35 geöffnet worden sind, steht die Klinke i9 wieder unter voller Wirkung der Feder 39, eine Rasterwirkung tritt jedoch nicht ein, weil die Rasterrolle auf dem runden äußeren Umfang der Scheibe 18 aufliegt und erst beim Einlaufen in die nächstfolgende Rast einen Stillstand herbeiführen könnte. Dieser tritt jedoch nicht ein, weil die Kontakte 34, 35 vor Erreichen der folgenden Schaltlage wieder durch einen Kontaktbelag der Reihe 40 geschlossen werden. Wenn aber die Kontakte 38 des Fortschaltrelais öffnen oder der Führerschalter z. B. in die Schaltlage Fahrt gebracht wird, erfolgt eine Unterbrechung des Steuerstromes für den Magneten 2o und ein Anhalten des Schaltwerkes in der nächstfolgenden Schaltstellung. Dabei wird der Erregerstromkreis für das Hemmwerk 16 über Kontakte 36, 37 der Hilfswalze 13 aufrechterhalten, bis die folgende volle Schaltlage erreicht ist. Dadurch wird der Ablauf der Schaltvorgänge mit der gewählten Geschwindigkeit in allen Fällen durchgesetzt.
Solange der Führerschalter in der Lage Fahrt bleibt, ist der Kolben 5 mit Druckluft beaufschlagt, und der Schaltvorgang kann in der gleichen Richtung urverzögert fortgesetzt werden, wenn wieder nach Auf geschaltet wird. Erfolgt aber ein Schalten nach Ab, so wird die Spule 2-2 angesteuert, und beim Anziehen des zugehörigen Stößels des Ventils q. wird das Ventil 3 mittels der Klinke 25 ausgelöst und zum Abfallen gebracht. Es .erfolgt dann ein Beaufschlagen des Kolbens 6 und ein Abw ärtssteuern des Schaltwerkes so lange, bis wieder auf Fahrt geschaltet wird oder bis in die Anfangslage. Das Fortsehaltrelais tritt in diesem Fall nicht in Wirkung, weil der Fahrstrom durch das Abwärtsschalten herabgemindert wird.
Es ist zweckmäßig, für elektrische Bremsung einen besonderen Druckmittelantrieb und eine besondere Bremswalze vorzusehen. Diese Anordnung ist in der Hauptsache deswegen vorteilhaft, weil der Bremsvorgang nach Auflösung der Fahrschaltung sofort einsetzen kann, ehe die Anlaßfahrwalze in die Nullage zurückgekehrt ist, was besonders bei Fahrzeugen für hohe Geschwindigkeiten wichtig ist. Sodann kann die Bremswalze unabhängig von der Anlaßfahrwalze in eigener Weise ausgebildet werden, z. B. als feinstufiger Regler, der keiner Sperrvorrichtung für das Anhalten des Antriebes auf einzelnen Schaltstellungen bedarf, jedoch mit einer den Ablauf regelnden Hemmeinrichtung versehen wird, die besonders auf die Eigenart des Bremsvorganges abgestimmt ist. Wird der Führerschalter z. B. in die Lage Bremsen gebracht, so vollzieht sich die Bremsregelung mit einer bestimmten eingestellten Geschwindigkeit. Der gleichbleibenden Grunderregung kann nun eine Erregung durch den Bremsstrom oder einen Teil desselben überlagert werden, so daß das Schalten bei hohem Bremsstrom selbsttätig verzögert und eine Überbremsung verhütet wird. Es kann auch das Hemmwerk bei Doppelerregung durch den Bremsstrom und eine gleichbleibende Spannung so gesteuert werden, daß zunächst nur die gleichbleibende Spannung angelegt und nach dem Einsetzen des Bremsstromes wieder fortgenommen wird, so daß dann das Hemmwerk nur noch unter dem Einfluß des Bremsstromes steht. Dann vollzieht sich der Ablauf des Schaltvorganges allein in Abhängigkeit von Bremsstrom oder der Bremsspannung. Sieht nun der Bedienungsmann z. B., daß die Bremsung das Fahrzeug oder den Zug zu stark verzögert, so daß ein vorbestimmtes Ziel nicht erreicht wird, so kann er durch Schalten in die Stellung Abschluß die gleichbleibende Erregung des Hemmwerkes zuschalten und dadurch die Hemmung verstärken bzw. die Schaltung der Bremsstufen verlangsamen. Nach Bedarf können auf der Bremsseite des Führerschalters auch mehrere Schaltlagen für verschiedene Regelstufen des Hemmwerkes vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Druckluftantrieb für in beiden Richtungen steuerbare Schaltwerke, insbesondere für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge, bei dem zwei für die verschiedenen Schaltrichtungen bestimmte Kolben vorhanden sind, von denen jeweils einer nach Einleitung des Schaltvorganges unter Durck gehalten und das Anhalten auf den vollen Schaltstellungen durch eine Sperrvorrichtung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung nach dem Plus-Minus-Grundsatz erfolgt in der Weise, daß beim Schalten des Führerschalters in die Lage Auf oder Ab stetiges Weiterschalten ohne Anhalten auf den einzelnen Schaltstellungen der Hauptwalze erfolgt, wobei lediglich beim Schalten in der Richtung Auf eine an sich bekannte Überwachung durch ein Fortschaltrelais mit Hilfe einer elektrisch gesteuerten, gegenüber der Hauptwalze rascher angetriebenen und nur wenige Schaltstellungen aufweisenden Rastenvorrichtung erfolgt und das Fortschaltrelais im `erein mit einer Hilfswalze ein Anhalten auf den vollen Schaltstellungen herbeiführt, und daß der jeweils beaufschlagte Kolben auch in der Schaltstellung Fahrt des Führerschalters unter Druck bleibt. Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Kolben zugeordneten Ventile für das Schalten in der Richtung Auf oder Ab gegenseitig verriegelt sind. 3. Antrieb nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößel der Ventile gegeneinander mechanisch verriegelt sind. d. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß die Ventilstößel der den Zvlindern des Druckluftantriebes zugeordneten Ventile für das Schalten in der Richtung Auf oder Ab in der angezogenen Lage verklinkt werden und ihre Freigabe erst erfolgt, wenn das jeweils andere Ventil angesteuert wird. 5. Antrieb nach den Ansprüchen i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß die kastenv orrichtung über Hilfswalzenkontakte so beeinlußt wird, daß der eingeleitete Schaltvorgang lediglich auf vollen Schaltstellungen unterbrochen wird, wenn z. B. die Schaltrichtung geändert wird oder das Fortschaltrelais anspricht. 6. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kastenvorrichtung über die Hilfswalzenkontakte nur in den Schaltstellungen unwirksam gemacht werden kann, zwischen den Stellungen jedoch unerregt bleibt. 7. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkontakte des Fortschaltrelais mit den in den vollen Schaltstellungen der Hilfswalze geschlossenen Kontakten in Reihe geschaltet sind. B. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gleichen Welle mit der Kastenvorrichtung bzw. zusammen mit dieser mit höherer Geschwindigkeit angetrieben eine Hemmvorrichtung für die Regelung des Allaufes der Schaltvorgänge vorgesehen ist, die z. B. durch einen gleichbleibend erregten Kurzschlußankermotor gebildet wird. g. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet. daß zwei getrennte und für sich durch denselben Führerschalter steuerbare Antriebe und Schaltwerke für das Fahren und Bremsen vorgesehen sind, so daß das Einschalten der elektrischen Bremse vor dem vollendeten Rücklauf des Fahrschaltwerkes stattfinden kann. io. Antrieb nach den Ansprüchen i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsschaltwerk als feinstufiger Regler ausgebildet ist, der keines Stellungszwanges bedarf, jedoch mit einem Hemmwerk versehen ist, das in Abhängigkeit vom Bremsstrom erregt wird und außerdem eine zwecks Zielbremsung willkürlich regelbare Erregung aufweist. i i. Antrieb nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastenvorrichtung und die Hemmvorrichtung von Hilfskontakten der Ventilmagneten gesteuert werden. 12. Antrieb nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil für das Schalten in der Richtung Ab gewöhnlich geöffnet ist und den zugehörigen Zvlinder unter Druck hält, beim Ansteuern des Ventils für das Schalten in der Richtung Auf jedoch geschlossen oder zum Schließen freigegeben wird. 13. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzylinder parallel nebeneinander liegen und mit ihren Kolben auf eine Schwinge wirken, die mit einem auf ein Ritzel der Hauptwalzenwelle wirkenden Zahnsegment verbunden ist. 1d.. Antrieb nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge und das Zahnsegment lose drehbar auf einer Welle sitzen, die mit höherer Drehzahl von der Hauptwalzenwelle angetrieben wird und die Kastenscheibe sowie den drehbaren Teil der Hemmvorrichtung trägt. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften \ r. 575 120, 647815.