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Schaltung für selbsttätige Schaltwerke Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schalteinrichtung, vorzugsweise ein Nockenschaltwerk, zum Abschalten von
Widerstandsstufen auf elektrischen Triebfahrzeugen unter Verwendung eines motorischen,
nur für eine einzige Drehrichtung ausgelegten Antriebes, bei dem die den Widerstandsstufen
zugeordneten Schaltelemente ohne Funkenlöschung ausgeführt sind und ein Hauptschütz
vorhanden ist, das selbsttätig öffnet, sobald infolge eines Zurückdrehens des Fahrschalters
Widerstandsstufen kurzgeschlossen werden sollen, worauf das Schaltwerk selbsttätig
in die Nullstellung gebracht wird.
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Es sind Steuerungen, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge,
bekannt, bei denen die Schaltwerke durch den Antriebsmotor nur in einer Drehrichtung
bewegt werden können. Diese Arbeitsweise macht es möglich, daß die Nockenschalter
nie unter Strom geöffnet werden und infolgedessen nicht mit einer Funkenlöscheinrichtung
ausgerüstet werden müssen. Die bisherigen Steuerungen waren so ausgelegt, daß bei
Drehung der Steuerwalze im Ausschaltsinne das Schaltwerk zunächst stehenblieb und
erst bei Rückführung der Steuerwalze in die Nullstellung nach dem Ausschalten der
Hauptschütze über seine Höchststufe in die Ruhestellung zurücklief. Ein neues Einschalten
war also nur in der Weise möglich, daß zunächst die Fahrkurbel in die Nullstellung
bewegt und daran anschließend in eine niedrigere Fahrstufe, als vorher vorhanden,
eingestellt wurde.
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In neuerer Zeit wird vielfach die Forderung gestellt, da.ß während
des Betriebes ein Rückschalten von der höchsten Schaltstufe, beispielsweise von
der Parallelschaltstufe, auf die Serienschaltstufe möglich sein soll. Hierbei wird
eine selbsttätige Ansteuerung der neuen Schaltstufe durch das Schaltwerk verlangt.
Main kann diese Forderung dadurch erfüllen, daß die Schaltwerke durch den Antrieb
von der höheren Schaltstufe auf eine niedrigere Schaltstufe zurückbewegt werden.
Abgesehen davon, daß diese Lösung eine verwickeltere Ausbildung der Steuerung des
Schaltwerksantriebsmotors bedingt, hat sie vor allem deswegen einen größeren Aufwand
zur Folge, weil für das Rückwärtsschalten die Nockenschalter mit einer Funkenlöschung
ausgerüstet werden müssen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich vorteilhaftere Schalteinrichtung,
die es möglich macht, bei Rückwärtsbewegung der Fahrsteuerwalze von einer höheren
Schaltstellung auf eine niedrigere Schaltstellung selbsttätig eine Ansteuerung des
Schaltwerkes auf die neue Stellung herbeizuführen, ohne da.ß die Anwendung von Nockenschaltern
mit Funkenlöschung sowie eine Umschaltung des Schaltwerkantriebes auf Rückwärtslauf
erforderlich ist. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in einer Schalteinrichtung
sämtliche der in dem Patentanspruch enthaltenen Merkmale gleichzeitig angewendet
sind.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden.
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In der Zeichnung sind schematisch die Steuerstromkreise für eine erfindungsgemäß
ausgebildete Schaltwerksteuerung, wiedergegeben. In dem Schaltbild bedeutet f die
Fahrwalze (Fahrsteuerschalter), die neben der Nullstellung die Stellungen R = Rangieren,
S = Serienschaltung, P = Parallelschaltung und P,,, = Parallelschaltung mit feldgeschwächten
Motoren aufweist. Durch die Fahrwalze wird eine Anzahl von Steuernockenschaltern
f 1 bis f 5 geschaltet. s bedeutet ein Steuerstromschütz, r die Richtungssteuerwalze,
deren Kontakte r1 und r2 zum Schalten der Steuerspulen vw 1 bzw. vw 2 der Fahrtwendewalze
vw dienen. h bedeutet ein Hauptschütz, g ein Brückenschütz. Mit w ist eine Steuerwalze
des Schaltwerkes bezeichnet, dessen zum Einschalten der Starkstromkreise dienender
Schalterteil nur mit w in der Zeichnung angedeutet ist. Sämtliche Starkstromkreise
einschließlich der Motoren, Widerstände usw. sind zur Vereinfachung in dem Schaltschema
nicht wiedergegeben; sie können die übliche Ausführung aufweisen. Die Steuerwalze
w dient zum Schalten von Steuerkontakten w1 bis w9. m bedeutet noch den Steuermotor,
der zum Antrieb des Schaltwerkes bzw. der Steuerwalze dient. Der Steuermotor m ist
mit einer Nebenschlußerregerwicklung n versehen, die bei Inbetriebsetzung der Steuerung
über den Kontakt r3 dauernd eingeschaltet wird. Zum Schalten des Steuermotors
m dient das Steuerstromschütz sch. Für die
stromabhängige
Überwachung der Steuerung ist schließlich noch ein Stromwächter t vorhanden. Um
Rückspeisungen und störende Stromkreise zu verhindern und mit einer kleinen Anzahl
von Schaltfingern an der Fahrwalze f auszukommen, sind noch in den Verbindungsleitungen
der Steuerkontakte w2, w3, w 5, w 6 zu den Steuerkontakten f 4 und f 5 der Fahrwalze
f Sperrzellen V eingeschaltet.
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Im folgenden soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten
Steuerung an Hand der Zeichnung kurz erläutert werden: Wird die Fahrwalze aus der
Stellung Null in die Stellung R bewegt, so wird der Steuerschalter f 1 geschlossen
und hierdurch das Steuerstromschütz s eingeschaltet. Je nachdem, ob sich die Richtungswalze
r in der Stellung Rü (Rückwärts) oder Vo (Vorwärts) befindet, wird über die Richtungswalzenkontakte
r 1 bzw. r 2 eine der beiden Spulen vw 1 bzw. vw 2 des Fahrtrichtungswenders eingeschaltet,
so daß der Fahrtrichtungswender in die eine Fahrstellung bewegt wird. Durch den
Umschaltkontakt vw 3 des Fahrtrichtungswenders vw kann nunmehr die Erregerspule
des Hauptschützes h an Spannung gelegt werden, wobei der Stromkreis über Ruhestromkontakte
des ausgeschalteten Brückenschützes g und den in der Ausgangsstellung des Schaltwerkes
geschlossenen Steuerkontakt w 7 geschlossen wird. Das Schaltwerk bewegt sich in
dieser Stellung zunächst noch nicht vorwärts; allein durch Schließen des Hauptschützes
wird nach der Herstellung der für die gewählte Fahrtrichtung erforderlichen Motorengruppierung
der Stromkreis der Fahrmotoren (nicht dargestellt) geschlossen, wobei der Strom
über sämtliche eingeschalteten Vorschaltwiderstände verläuft. Wird die Fahrsteuerwalze
nun in eine der Stellungen S, P oder Psh bewegt, so wird zunächst das Steuermotorschütz
sch eingeschaltet; der Steuerstromkreis für das Schütz hat dabei folgenden
Verlauf: +-Pol der Steuerstromquelle, Steuerkontakt f 2, der von der Fahrwalze f
geschlossen wird, Leitung 12, Arbeitskontakte h 3 des Hauptschützes h, Steuerspule
des Steuermotorschützes sch, die geschlossenen Kontakte des Stromwächters
t, je einem Kontakt der Kontaktgruppe w 4 bis w 6 und der Kontaktgruppe f 3 bis
f 5, je nach der Einstellung der Fahrwalze f. Nach dem Schließen des Steuermotorschützes
sch
wird dessen Umschaltkontakt sch l umgesteuert, so daß der Kurzschluß des
Ankers a des Steuermotors m
aufgehoben und der Anker a über den Vorwiderstand
z an die Steuerspannung, die beispielsweise einer Sammlerbatterie entnommen wird,
angeschlossen wird. Der Steuermotor m läuft an und treibt nunmehr das Schaltwerk
und die Steuerwalzen w und W im Aufwärtsschaltsinne an. Sobald der Einschaltstromkreis
für das Hauptschütz h durch den Schalter w 7 unterbrochen wird, kommt gleichzeitig
ein Haltestromkreis für das Hauptschütz h zur Geltung, der von der Erregerspule
des Hauptschützes über den Arbeitskontakt h 1 und je einen Kontakt der Kontaktgruppe
w 1 bis w 3 sowie der Kontaktgruppe f 3 bis f 5 der Fahrwalze f, je nach der Einstellung
der letzteren, verläuft. Damit ist die Einschaltung des Hauptschützes h sowohl von
den Steuerkontakten w 1 bis w 3 (die durch zugeordnete Beläge b 1 bis
b 3
der Steuerwalze w gesteuert werden) als auch von den Kontakten f 3 bis
f 5 der Fahrwalze f abhängig. Das Schaltwerk läuft nun unter Überwachung durch den
Stromwächter aufwärts. Wird der Fahrmotorenstrom zu groß, so unterbricht der Stromwächter
t den Steuermotorschützstromkreis. Durch den von der Walze w gesteuerten Kontakt
w 9 bleibt jedoch jeweils in Abhängigkeit von der Belagreihe b 9 der Einschaltkreis
für das Steuermotorschütz noch so lange geschlossen; daß das Schaltwerk in die nächste
Schaltstellung läuft, in der es verharrt, bis der Stromwächter abgefallen ist. Je
nachdem, ob die Fahrwalze in die Stellung S = Serienschaltung, P = Parallelschaltung
oder Psh = Parallelschaltung mit Feldschwächung bewegt wird, wird das Schaltwerk
durch die Kontaktfinger w 4 bis w 6 stillgesetzt, welche in der durch die Schaltbeläge
b 4 bis b 6 bei Erreichen der Fahrwalze f angesteuerten Stellung ausgeschaltet
werden. Auch nach dem Erreichen der angesteuerten Schaltstellungen bleibt das Hauptschütz
in der vorher erläuterten Weise eingeschaltet. Dies wird dadurch möglich gemacht,
daß die Beläge b 1 bis b 3
um eine Stufe weiter als die Beläge
b 4 bis b 6 bis zu den Schaltstellungen S, P und Psh durchgeführt
sind.
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Wird nun die Fahrwalze f beispielsweise aus der Stellung Psh = Parallelschaltung
mit Feldschwächung in die Stellungen P oder S zurückgeführt, so wird durch Ausschalten
des Kontaktes f 5 der über den Kontakt w 3 verlaufende Haltestromkreis für das Hauptschütz
unterbrochen. Dies hat zur Folge, daß das Hauptschütz abfällt und an dem Hauptschütz
die Ruhestromkontakte h2 und h4 geschlossen werden. Über den Kontakt
h 2 und den damit in Reihe geschalteten Steuerkontakt w 8 der Steuerwalze w, der
außer in der Ausgangsstellung auf sämtlichen Schaltstellungen des Schaltwerkes durch
den Belag b 8 geschlossen ist, wird unmehr nach Unterbrechung des Kontaktes
h 3 das Steuermotorschütz sch erneut an Spannung gelegt, so daß der
Motor wieder eingeschal tet wird und das Schaltwerk in die Ausgangsstellung zurückführt.
Die Steuerstromrückleitung erfolgt hierbei über die geschlossenen Ruhestromkontakte
h 4 des Hauptschützes.
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Sobald die Ausgangsstellung des Schaltwerkes W erreicht ist, wird
der Kontakt w 8 geöffnet. Gleichzeitig wird sofort über den nunmehr geschlossenen
Kontakt w7, der vom Belag b 7 gesteuert ist, das Hauptschütz wieder eingeschaltet,
da sich der Richtungswender sowie die Richtungswalze noch in der Einschaltstellung
befinden und außerdem das Steuerstromschütz s über den Fahrwalzenkontakt f 1 eingeschaltet
ist. Außerdem wird gleichzeitig in der vorher erläuterten Weise nach dem erneuten
Schließen des Hauptschützes h über den Kontakt f 2, den Hauptschützkontakt
h 3 das Steuermotorschütz sch
eingeschaltet, so daß in der vorher erläuterten
Weise das Schaltwerk wieder in eine der Stellungen S (Serienschaltung) oder P (Parallelschaltung)
hochlaufen kann. Nach Erreichen der angesteuerten Schaltstellung wird wiederum selbsttätig
der Steuermotor abgeschaltet.
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Einzelheiten der beschriebenen Ausführung können selbstverständlich
abgeändert werden. Beispielsweise können die über die Kontakte f 3 bis f 5 verlaufenden
verschiedenen Steuerstromkreise, die von den Schaltergruppen w 1 bis w 3 bzw. w
4 bis w 6 gesteuert werden, über getrennte Schaltergruppen an der Fahrwalze geführt
werden, wodurch die in den Verbindungsleitungen zwischen den Schaltern w2,
w
3, w S und w 6 und den Fahrwalzenkontakten liegenden Sperrzellen entfallen können.
Ebenso kann die Erfindung bei Steuerungen mit mehreren Hauptschützen Anwendung finden.