DEP0018453DA - Antrieb für Zentralfahrschalter - Google Patents

Description

In neuerer Zeit ist man bestrebt, die bisher ausschliesslich auf den Plattformen der Strassenbahnwagen aufgestellten Fahrschalter unter den Wagenfussboden zu verlegen, um auf den Plattformen Platz zu gewinnen, ferner um die Verlegung zahlreicher Kabel nach der Plattform und die dazu erforderlichen Kabelkanäle zu vermeiden.

Die Anordnung des Fahrschalters unter dem Wagenfussboden erfordert die Schaffung geeigneter Übertragungsmittel zur Betätigung von der Plattform aus. Dabei ergeben sich zwei gleichzeitig zu lösende Aufgaben: a) die Betätigung der Fahr- und Brems-Stufenwalze des Zentralfahrschalters, b) die Betätigung der Fahrtrichtungswalze. Hierfür wurden bisher folgende Lösungen vorgeschlagen:

a) Die Betätigung der Stufen- und der Fahrtrichtungswalze durch einen gemeinsamen Seilzug, wobei durch einen besonderen Umstellmechanismus die Fahrtrichtungswalze in die jeweils andere Stellung (Fahrtrichtung) umgestellt wird, wenn die Betätigungskurbel bedarfsweise über die letztere Bremsstellung hinaus bewegt wird. Da die Stufenwalze während eines Fahrspieles mindestens zweimal betätigt werden muss, d.h. bei jeder Anfahrt und bei jeder Bremsung, wird der Seilzug ausserordentlich oft beansprucht.

Rechnet man z.B. mit einer durchschnittlichen Dauer eines Fahrspieles von 1 min, so ergeben sich bei 18 Stunden täglicher Betriebszeit eines Triebwagens und jährlich etwa 300 Betriebstagen im Betriebsjahr rund 650 000 Betätigungen.

Diese Zahl ist als untere Grenze anzusehen, weil während eines Fahrspieles häufig mehr als einmal ein- und ausgeschaltet oder gebremst werden muss.

Die natürliche Folge dieser hohen Zahl der Beanspruchungen ist ein frühzeitiger Verschleiss der Drahtseile oder Stahldrähte an den unvermeidlichen Biegungs- oder Reibstellen. Zur Vermeidung von Umlenkrollen wurde vorgeschlagen, Stahldrähte in fettgefüllten, schwach gekrümmten Rohren zu führen. Infolge der Häufigkeit der Bewegungen lässt es sich nicht vermeiden, dass sich die Stahldrähte an den Krümmungen in die Rohrwandung im Laufe der Zeit einfressen und dort festklemmen. Da hierdurch gegebenenfalls die Betätigung der elektrischen Bremse verhindert werden kann, ist die Möglichkeit dieses Vorkommnisses ein sehr betriebsgefährlicher Zustand.

Drahtseile haben bei häufiger Beanspruchung die unangenehme Eigenschaft sich zu längen. Sie müssen deshalb, um die erforderliche genaue Übereinstimmung zwischen der Kurbelstellung und der Stufenwalze zu wahren, oft nachgespannt werden. Da die Drahtseile unter solchen Umständen nur eine beschränkte Lebensdauer haben können, müssen sie bald ausgewechselt werden. Alle diese Begleiterscheinungen bringen es mit sich, dass auch die Betriebssicherheit der Seilzüge für diese Art des Verwendungszweckes unzureichend ist.

Da zwischen der Betätigungskurbel und der jeweiligen Stellung der Fahrtrichtungswalze kein eindeutiger Zusammenhang besteht, ist eine elektrische Rückmeldung zur Plattform notwendig, um dem Fahrer stets die jeweilige Stellung der Fahrtrichtungswalze anzuzeigen.

b) Statt des Seilzuges wurden zur Betätigung der Stufenwalze Gelenkwellen vorgeschlagen, die der häufigen Beanspruchung gewachsen sind und bei entsprechender Ausführung auch die erforderliche spielfreie Übertragung gewährleisten. Für die Betätigung der Fahrtrichtungswalze wurde vorgeschlagen, diese aus dem Zentralfahrschalter herauszunehmen und auf der Wagenplattform anzuordnen, sodass sie dort unmittelbar bedient werden kann. Diese Lösung ist zwar betriebssicher, doch werden damit wesentliche Vorteile des Zentralfahrschalters preisgegeben:

auf jeder Plattform muss eine Fahrtrichtungswalze in einem entsprechend umfangreichen Gehäuse aufgestellt werden und infolgedessen müssen zu jeder Plattform auch die Anschlussleitungen der Motoranker hin- und zurückgeführt werden. Dies erfordert bei einem zweimotorigen Triebwagen die Verlegung von je 8 Kabeln zwischen dem Zentralfahrschalter und den Fahrtrichtungswalzen auf den beiden Plattformen. Bei viermotorigen Wagen sind es 16 Kabel, die ihrerseits entsprechend umfängliche Kabelkanäle erfordern. Hierzu kommt, dass statt nur 1 Fahrtrichtungswalze im Zentralfahrschalter deren zwei auf den Plattformen benötigt werden, die mit ihren Gehäusen Platz beanspruchen. Damit geht ein Teil der angestrebten Platzersparnis verloren. Kabelkanäle zu den Plattformen sind nach wie vor erforderlich und dazu kommt noch die Gelenkwelle mit Kegelrädern, Lagern usw. Der Gesamtaufwand wird infolgedessen grösser als für zwei Plattformfahrschalter.

c) Ein weiterer Lösungsvorschlag besteht darin, die Drehbewegung einer Welle für die Betätigung der Stufenwalze des Zentralfahrschalters zu verwenden und einer Achsialbewegung derselben Welle die Betätigung der Fahrtrichtungswalze zu übertragen. Diese Lösung ist aber nur mit einer den ganzen Wagen durchlaufenden geraden, d.h. starren Welle ausführbar, aber nicht auf Gelenkwellen übertragbar. Dieser Umstand verlangt weitgehende Rücksichtnahmen bei der wagenbaulichen Gestaltung des Fahrzeuges, die nur unter Schwierigkeiten zu erfüllen sind und die Inkaufnahme wagenbaulich unerwünschter Folgerungen bedingt.

d) Schliesslich wurde vorgeschlagen, die Betätigung der Stufenwalze durch ein sog. hydraulisches Gestänge zu bewerkstelligen und die Fahrtrichtungswalze durch einen elektromagnetischen Antrieb zu steuern.

Das hydraulische Gestänge genügt zwar ebenfalls allen betrieblichen Anforderungen, ist aber verhältnismässig kompliziert und teuer. Auf jeder Plattform befinden sich nämlich zwei Geberzylinder und -Kolben und am Zentralfahrschalter zwei Empfängerzylinder und -Kolben. Die ganze Übertragungsanlage enthält also nicht weniger als 6 Zylinder und Kolben. Die Geber- und Empfängerzylinder sind durch dünne Rohrleitungen verbunden, deren Vorteil darin besteht, dass sie praktisch keinen Raum beanspruchen und dass sich ihre Verlegung selbst den schwierigsten wagenbaulichen Verhältnissen leicht anpassen lässt. Besondere Sorgfalt und Einrichtungen erfordert das völlig luftfreie Füllen des Systems mit Drucköl und die selbsttätige Ergänzung der unvermeidlichen Leckverluste.

Der elektromagnetisch gesteuerte Fahrtrichtungswender ist ein teueres Gerät, das ausserdem störanfällig ist.

Infolgedessen ist eine Rückmeldeeinrichtung zu den beiden Plattformen notwendig, die dem Fahrer die jeweilige Stellung des Fahrtwenders anzeigt. Außerdem ist eine elektromagnetische Verriegelung erforderlich, welche die Betätigung des Stufenwalzen-Antriebes sperrt, falls die Stellung der Fahrtrichtungswalze im Zentralfahrschalter nicht mit der Stellung des Steuerschalters auf der Plattform übereinstimmt. Alle diese Einrichtungen sind kompliziert und verteuern die gesamte Anlage empfindlich, nicht zuletzt auch die Aufwendungen für ihre Wartung und Überholung.

Die Erfindung hat eine solche Antriebsanordnung für Zentralfahrschalter zum Gegenstand, die sowohl den hohen Beanspruchungen gewachsen ist, trotzdem aber einfach, übersichtlich und verhältnismässig billig ist. Die Anordnung gemäss der Erfindung besteht in einer zweckmässigen Kombination von Antriebsmitteln, welche nicht nur die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Anordnungen vermeidet, sondern darüber hinaus die Verwendung von Zentralfahrschaltern erst in wirklich befriedigender Weise ermöglicht.

Erfindungsgemäss erfolgt die Betätigung der Stufenwalze von der Plattform aus durch eine Gelenkwelle. In besonderen Fällen, wenn ungünstige wagenbauliche Verhältnisse vorliegen, welche selbst die Verwendung einer Gelenkwelle nicht gestatten, kann die Gelenkwelle durch ein hydraulisches Gestänge ersetzt werden. Die Betätigung der ebenfalls im Zentralfahrschalter befindlichen Fahrtrichtungswalze geschieht erfindungsgemäss durch einen besonderen Seilzug, der nur auf diese Aufgabe beschränkt ist.

Die Vorteile dieser neuartigen Kombination eines Gelenkwellenantriebes für die Stufenwalze mit einem Seilzug für die Richtungswalze bestehen in Folgendem: Durch die Verwendung einer Gelenkwelle - oder erforderlichenfalls eines hydraulischen Gestänges - zum Antrieb der Stufenwalze werden alle unerwünschten Folgen, die aus der ungewöhnlich häufigen Benutzung entstehen könnten, wie vorzeitiger Verschleiss, Ungenauigkeit usw. ausgeschaltet. Der Seilzug zur Betätigung der Fahrtrichtungswalze ist für diesen Zweck ein sehr billiges und anspruchsloses Mittel. Durch Führung der Stahldrähte in fettgefüllten Rohren kann die Verlegung des Seilzuges allen wagenbaulichen Verhältnissen angepasst werden. Das die Fahrtrichtungswalze im Laufe eines Betriebstages nur selten betätigt wird, genügt die Haltbarkeit des Seilzuges für eine mehrjährige Lebensdauer. Aus dem gleichen Grunde entfällt die Notwendigkeit eines häufigen Nachspannens. Da es bei der Betätigung der Fahrtrichtungswalze ohnedies nicht auf eine übermässige Genauigkeit der Einhaltung der Stellungen ankommt, kann sich das Nachspannen des Seilzuges auf die jährliche Hauptüberholung des Wagens beschränken. Die Führungsrohre können unbedenklich mit Krümmungen verlegt werden, weil bei den seltenen Seilzugbewegungen kein Einfressen in die Rohrwandung zu befürchten ist. Selbst wenn dies wirklich einmal wider Erwarten eintreten sollte, z.B. durch mangelhafte Füllung der Rohre mit Fett, so kann ein Festklemmen des Seilzuges nicht die Be- triebssicherheit gefährden, weil die Betätigung des Fahrtrichtungswenders stets nur im Stillstand zu geschehen braucht.

Infolge der ständigen Kraftschlüssigkeit zwischen dem Fahrtrichtungshebel auf der Plattform und der Fahrtrichtungswalze durch den Seilzug müssen deren Stellungen zwangsläufig stets übereinstimmen. Eine elektrische Rückmeldung und Verriegelung erübrigen sich daher.

Das Wesen und der Erfolg der Kombination liegen also darin begründet, dass infolge der neuartigen Zusammenstellung der Mittel und durch die Verteilung der Aufgaben gemäss der Erfindung ihre bisher bekannten Nachteile nicht zur Geltung gelangen.

Da bei der Ausbildung des Zentralfahrschalterantriebes gemäß der Erfindung sich auf den Plattformen nur noch die Betätigungskurbel für die Stufenwalze und der Betätigungsgriff für die Fahrtrichtungswalze befinden, besteht für deren günstigste Anordnung die grösstmögliche Bewegungsfreiheit. Erfindungsgemäss können zwei verschiedene Anordnungen getroffen werden, die ein Höchstmass an bequemer Bedienbarkeit für einen sitzenden Fahrer bieten:

Im ersten Falle befindet sich die Kurbel nicht vor, sondern zur Seite des Fahrers und die Kurbel bewegt sich in einer senkrechten Ebene, die parallel zur Wagenlängsrichtung steht. Im zweiten Fall befindet sich die Kurbel vor dem Fahrer, jedoch etwa zur Seite versetzt, etwa vor dem sie betätigenden Arm. Hierbei steht die Kurbelachse nicht senkrecht, sonder ist etwa um 15 bis 45° gegen den Fahrer zu geneigt, sodass auch die Kurbelebene eine entsprechende Neigung aufweist. Besonders günstig ist diese Anordnung, wenn die durch die geneigte Kurbelachse gehende senkrechte Ebene erfindungsgemäss mit der Wagenlängsrichtung im Grundriss einen Winkel von 20 bis 45° einschliesst.

Welcher der beiden Anordnungen der Vorzug zu geben ist, ist Erfahrungs- und Gewohnheitssache. Sie zeichnen sich beide durch eine natürliche und bequeme Armhaltung und Handlage in allen Stellungen der Kurbel aus.

Claims (5)

1) Antrieb für Zentralfahrschalter, insbesondere auf Strassenbahnwagen, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gelenkwellenantriebes für die Betätigung der Fahrt- und Bremsstufenwalze und eines Seilzuges zur Betätigung der Fahrtrichtungswalze.

2) Antrieb für Zentralfahrschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass statt der Gelenkwelle ein hydraulisches Gestänge verwendet wird.

3) Antrieb für Zentralfahrschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Betätigungskurbel für die Stufenwalze in senkrechter, parallel zur Wagenlängsachse stehender Ebene bewegt.

4) Antrieb für Zentralfahrschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Betätigungskurbel für die Stufenwalze in einer zum Fahrer geneigten Ebene bewegt.

5) Antrieb für Zentralfahrschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die geneigte Kurbelachse gehende senkrechte Ebene mit der Wagenlängsachse einen Winkel einschliesst.