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Einrichtung zur Nachlaufsteuerung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nachlaufsteuerung, z. B. zur Steuerung des Transformator- stufenschalters, für ein elektrisches Triebfahrzeug in Abhängigkeit der Stufenstellung eines Steuerhebels.
Für die Steuerung des Transformatorstufenschalters bei elektrischen Triebfahrzeugen werden Nach- laufsteuerungen angewendet, in denen Spannungsteiler in Brückenschaltung vorhanden sind. Nachteilig ist dabei, dass Verbindungsleitungen sehr verschiedener Länge und deshalb von unterschiedlichem Leitungs- widerstand in die Brückenschaltung eingehen, wodurch Fälschungen im Abgleich der Brücke entstehen können. Die Störanfälligkeit wird noch vergrössert durch Alterungserscheinungen und Umgebungseinflüsse bei den Bauteilen. Zweck der Erfindung ist es, solche Einflüsse wirkungslos zu machen. Hiefür liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, einen digitalen Vergleich zwischen dem Sollwert der Steuerhebelstellung und dem Istwert der Transformatorstufenschalterstellung bzw. Fahrgeschwindigkeit vorzunehmen.
Die Erfindung besteht darin, dass aus einem Impulsgenerator in ständiger Wiederholung ein Synchronimpuls und eine Reihe nachfolgender Taktimpulse von unter sich gleichem Zeitabstand zwei Impuls-Fortschalteinrichtungen mit je einem Stufenschalter zugeführt sind, wobei die Verstellung des ersten Stufenschalters in Abhängigkeit der Stellung des Steuerhebels und die Verstellung des zweiten Stufenschalters in Abhängigkeit von der Stellung vom Transformatorstufenschalter oder von der Fahrgeschwindigkeit erfolgt, und dass die Abgriffe der Stufenschalter der Impuls-Fortschalteinrichtungen über einen Impuls - Richtungs- diskriminator verbunden sind, der auf die zeitliche Reihenfolge des Eintreffens der beidseitigen Taktimpulse anspricht, und dass der Ausgang des Impuls-Richtungsdiskriminators auf einen Servomotor geschaltet ist,
der die Nachstellung des zweiten Stufenschalters bewirkt, derart, dass der Transformatorstufenschalter bzw. die Fahrgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der entsprechenden Stufe des Steuerhebels gelangt.
Die Erfindung sei nun an Hand eines Schaltbildes eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. An einem Impulsgenerator 1 sind zwei Impuls-Fortschalteinrichtungen 2 und 3 angeschlossen. Der Impulse nerator erzeugt in stetiger Wiederholung einen Synchronimpuls und eine Reihe nachfolgender Taktimpulse. An jede Impuls-Fortschalteinrichtung sind die Kontakte je eines Stufenschalters 4 bzw. 5 angeschlossen. Die Kontaktstufen 21-27 entsprechen den Geschwindigkeitsstufen, die durch die Stufenstellung eines Steuerhebels 8 eingestellt werden. Ferner entspricht jeder Kontaktstufe ein Taktimpuls des Impulsgenerators.
Die Impuls-Fortschalteinrichtungen haben die Eigenschaft, dass an ihren Abgängen 21 - 27 bzw. 31 - 37 zu den Stufenschalter-Kontakten 4 bzw. 5, unter sich in zeitlich übereinstimmenden Zeitpunkten t,t...bist hintereinander. Spannungsimpulse auftreten. Ihre zeitliche Folge ist zwangsläufig durch den Impulsablauf des Impulsgenerators 1 festgelegt. Der spezielle Aufbau einer solchen ImpulsFortschalteinrichtung besteht aus einem binären Zähler und einem Dekodierer. Diese Einrichtung kann Transistoren, Magnetkerne oder Röhren aufweisen und ist beschrieben im Buche von Dr. Haas, Grundlage und Bauelemente elektronischer Ziffernrechenmaschinen, 1961, S. 208, Abb. 4, 53.
An Stelle der dort vorhandenen Anzeigeröhren 0... 9 sind hier Relais vorgesehen mit Arbeitskontakten, die den Stufenkontakten 21... 27 bzw. 31... 37 entsprechen.
Die Abgriffe 4a bzw. 5a der-Stufenschalter sind auf einen Impuls-Richtungsdiskriminator 7 geschaltet. Der Impuls-Richtungsdiskriminator 7 besteht z. B. aus einemDifferenztransformator 70 mit je einer
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Primärwicklung 70a, 70b für jeden der beiden Eingänge 71 und 72 und einer Sekundärwicklung 70c, an die zwei entgegengesetzt gerichtete, polaritätsabhängige Transistorstufen 75,76 angeschlossen sind. Die beiden Primärwicklungen sind einander entgegengeschaltet. Trifft nur an den Eingängen 71 und 72 gleichzeitig je ein gleich grosser und gleichgerichteter Impuls ein, so entsteht-wegen der Differenzbildung im Trafo - kein Sekundärimpuls.
Trifft jedoch nur an einem der Eingänge ein Impuls ein, so entsteht in der Sekundärwicklung ein Impuls bestimmter Richtung, der eine der beiden polaritätsabhängigen Schalteinrichtungen A oder B zum Ansprechen bringt. Welche der beiden Schalteinrichtungen arbeitet, richtet sich danach, ob vom Stufenschalter 4 oder vom Stufenschalter 5 der Impuls früher oder später eintrifft. Bei gleichzeitigem Eintreffen der Impulse, nämlich dann, wenn die Abgriffe 4a und 5a auf sich entsprechenden Stufen stehen, spricht keine Schalteinrichtung an. a und b sind z. B. Betätigungskontakte der Schalteinrichtung A bzw. B für einen Verstellmotor 9, um diesen vorwärts oder rückwärts laufen zu lassen. Der Verstellmotor ist mit dem Transformatorstufenschalter 6 gekuppelt, und bewirkt dort die Verstellung des Gleitkontaktes 6a.
Ferner besteht eine Kupplung mit dem Stufenschalter 5 der Impuls-Fortschalteinrichtung 3. Die Drehrichtung des Verstellmotors ist so gewählt, dass bei Nichtabgleich, also bei Nichtübereinstimmung der Kontaktstellung auf 4 und 5 diese in Übereinstimmung gebracht werden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgend :
In der Ruhestellung stehen beide Stufenschalter auf der niedrigsten Stellung, d. h. z. B. "21" und
EMI2.1
tlDifferenztransformator 70 und heben sich dort auf, da Wicklung 70a und Wicklung 70b entgegengesetzt magnetisierend geschaltet sind.
Wird nun der Steuerhebel 8 und damit Stufenschalter 4 auf eine höhere Stufe, z. B. Stufe 25 geschal- tet, so wird zur Zeit tl ein Impuls nur über Kontakt 31 des Steuerschalters 5 auf Wicklung 70b des Trafos
70 kommen. Der gleichzeitig auf Kontakt 21 eintreffende Impuls wird nicht weitergeleitet, da 4a auf
Stellung 25 steht. Der Impuls in Wicklung 70b erzeugt in Wicklung 70c einen Impuls, der den Transistor
76 leitend macht, und damit die Servoeinrichtung B betätigt und diese den Trafostufenschalter 3 um eine
Stufe, d. h. auf Stellung 32 aufschaltet. Gleichzeitig wird durch einen Impuls auf der Hilfswicklung 70d, z. B. miteinemMultivibrator ein Stopbefehl an den Impulsgeber erteilt, so dass dieser wieder die Impuls- folge von vorne (d. h. von tl aus) beginnt.
Bei dieser zweiten Impulsfolge läuft zur Zeit t ein Impuls über Kontakt 32 auf Wicklung 70b ein und schaltet eine Stufe zu.
Dies wiederholt sich so lange, bis auch Stufenschalter 3 auf seiner fünften Stellung, d. h."35"steht und wieder der Impuls auf Wicklung 70a und 70b gleichzeitig auftritt und damit die Einrichtung in der erreichten neuen Ruhestellung verbleibt.
Wird nun der Steuerhebel 8 und damit Stufenschalter 4 auf eine tiefere Stellung, z. B."23"gebracht, so wird in analoger Weise zur Zeit t ein Impuls über Kontakt 23 auf 70a gelangen, Transistor 75 erregen und damit den Trafostufenschalter 3 um eine Stufe d. h. entsprechend Stellung 34 zurückschalten.
Dieses Spiel wiederholt sich nochmals bis auch 3 auf der dritten Stellung und Steuerschalter 5 auf 33 steht.
Ein Synchronisierimpuls vor Beginn jedes Impulstelegrammes schaltet gleichzeitig beide-z. B. bei Mehrfachsteuerung von Triebfahrzeugen, nämlich getrennte-Stufenschalter 2 und 3 gleichzeitig auf die Impulsleitung. Nach jedem Impulstelegramm bzw. jedem Stopbefehl werden die Zähler mindestens während der Schaltzeit einer Stufe des Stufenschalters 3g von der Impulsleitung abgetrennt, um nach jedem Schaltvorgang mit einem neuen Impulstelegramm zu beginnen.