DE216599C - - Google Patents

Description

2If ten s CjemploK..

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 216599 KLASSE 20/. GRUPPE

SOCIETE FRANCAISE SPRAGUE und PAUL SAU VAGE

in PARIS.

Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Geschwindigkeit von Einzelfahrzeugen oder Zügen, die mit Einphasenwechselstrom betrieben werden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Mai 1909 ab.

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige elektrische Zugsteuerung für Einphäsenwechselstrom, d. h. eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Geschwindigkeit der mit Einphasenwechselstrom betriebenen Züge oder Einzelfahrzeuge.

Die Steuerung elektrischer Motorwagen oder Lokomotiven, die mit einphasigem Wechselstrom gespeist werden, kann bekanntlich auf

ίο verschiedene Weise erfolgen.

i. Die Geschwindigkeitsregelung der Motoren kann durch Änderung der Spannung . des Stromes erzielt werden, indem dieser verschiedenen Stufen der sekundären Wicklung eines im Zuge mitgeführten Transformators entnommen wird unter Vermittlung eines von einem Hilfsmotor angetriebenen Fahrschalters, dessen Kontaktfinger der Reihe nach an die verschiedenen Anzapfpunkte des Transformators gelegt werden.

.2. Die Geschwindigkeit der Motoren kann geändert werden dadurch, daß die Spannung des Stromes durch einen Drehtransformator (Induktionsregler), dessen drehbarer Teil von einem Hilfsmotor angetrieben wird, geändert wird.

3. Die Änderung der Spannung der Motoren kann durch Verstellung der Bürsten auf dem Kollektor mittels eines Hilfsmotors bewirkt werden.

4. Die Motoren können der Reihe nach unter Vermittlung von Kontaktvorrichtungen (Schützen), die in bestimmter Reihenfolge geschlossen werden, an die verschiedenen Stufen der sekundären Wicklung eines Transformators gelegt werden.

Die aufgezählten Regelungsarten entsprechen etwa dem augenblicklichen Stande der Technik, doch soll auf sie die Anwendung vorliegender Erfindung nicht beschränkt werden.

Bei den bekannten Steuerungsarten werden die Hilfsmotoren, Kontaktvorrichtungen, welche die Spannung des Motorstromkreises regeln, gewöhnlich durch einen.auf dem Führerstande des Wagens angeordneten Steuerschalter eingestellt. Jeder Stellung des Steuerschalters entspricht in der Regel nur ein bestimmtes Drehmoment der Motoren oder aber eine verhältnismäßig beschränkte, sich selbsttätig ändernde Anzahl von Drehmomenten. Da nun die Anzahl der Stellungen des Führersteuerschalters immer nur eine beschränkte sein kann, so ist auch die Anzahl der Geschwindigkeitsstufen der Motoren nur eine beschränkte. Ferner findet immer nur eine relative Geschwindigkeitsregelung statt, da der andere Faktor des Drehmomentes, nämlich die Zugkraft, abhängig ist vom Streckenprofil (Steigung, Ebene, Gefälle), vom Zuggewicht und von anderen, weniger ins Gewicht fallenden Umständen.

Demgegenüber bezweckt die Erfindung, die Anzahl der Fahrgeschwindigkeiten, die man mit den verschiedenen üblichen Steue-

f/J

rungsarten erhalten kann, erheblich zu erhöhen und diese Geschwindigkeitsstufen selbsttätig bis zu einer von vornherein eingestellten Höchstgeschwindigkeit aufeinanderfolgen zu lassen, ohne daß der Führer in jedem Augenblick einen Geschwindigkeitsanzeiger zu beobachten oder die Stellung seines Steuerschalters zu ändern braucht.

In der nachfolgenden Beschreibung der neuen

ίο Einrichtung ist alles dasjenige weggelassen worden, was nicht unbedingt mit dem Erfindungsgegenstande in Zusammenhang steht, z. B. die Einstellung des Fahrtrichtungsschalters.

Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 die Anwendung der neuen Anordnung bei einer Steuerungseinrichtung mit Hilfsmotor, Fig. 2 desgleichen mit Kontaktvorrichtungen oder Schützen. .

Gemäß der Erfindung ist bei sämtlichen Steuerungssystemen der FührerschalterB äußerst vereinfacht und weist nur zwei Stellungen auf, nämlich O = Ausschaltstellung und M — Fahrsteliung.

Die selbsttätige Aufeinanderfolge der Geschwindigkeitsstufen bis zu einer einstellbaren Höchstgeschwindigkeit wird durch einen Geschwindigkeitsanzeiger A in Verbindung mit einer besonderen Kontaktvorrichtung E mit Zifferblatt und Zeiger erzielt.

Der Geschwindigkeitsanzeiger A von beliebiger Bauart trägt einen Zeiger a, der mit dem auf dem Führerstande des Wagens aufgestellten Führerschalter B leitend verbunden ist; dieser Zeiger α gelangt bei den verschiedenen Geschwindigkeiten mit den voneinander isolierten Kontakten b, c, d in Berührung. Der Zeiger α ist so breit, daß er stets mindestens einen Kontakt berührt.

Auf dem Zifferblatt der Kontaktvorrichtung E sind die verschiedenen Geschwindigkeiten, die erzielt werden können, angegeben. Der Zeiger e wird auf dem Zifferblatte auf die zu erreichende Höchstgeschwindigkeit eingestellt. Dieser Zeiger e steht mit zwei voneinander isolierten Kontakten f und h in fester Verbindung. Durch 'die Kontakte f, h werden die feststehenden Kontaktknöpfe i, j, k mit einer der festen Kontaktschienen m oder η in leitende Verbindung gebracht, und zwar ändert sich die Anzahl der Kontaktknöpfe i, die mit dem festen Kontakt m durch den beweglichen Kontakt f verbunden sind, sowie die Anzahl der Kontaktknöpfe k, die mittels des beweglichen Kontaktes h mit dem festen Kontakt η in Verbindung gebracht werden, je nach der Stellung des Zeigers e. Zwischen den Kontaktknöpfen i, die an den Kontakt m angeschlossen sind, und den Kontaktknöpfen k, die mit dem Kontakt η in Verbindung gebracht sind, liegt stets ein Kontaktknopf (bei der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Stellung der Kontaktknopf /), der mit keinem der Kontakte m, η verbunden ist. Dieser Kontaktknopf ist derjenige, der der Geschwindigkeitsmarke gegenüberliegt, auf die der Zeiger e hinweist.

Die Kontaktknöpfe b, c, d des Geschwindigkeitsanzeigers A sind einzeln je an die verschiedenen Kontaktknöpfe i, j, k der Kontakt- ' vorrichtung E angeschlossen, und die beweglichen Kontakte f, h sind durch Vermittlung der festen Kontakte m, η an Leitungen angeschlossen, die, wie nachfolgend beschrieben, von Steuerströmen erster Ordnung durchflossen werden. Die Steuerströme erster Ordnung werden durch den Führersteuerschalter geschlossen und fließen durch den ganzen Zug hindurch. Durch diese Steuerströme erster Ordnung werden in an sich bekannter Weise Relais erregt, welche ihrerseits Steuerströme zweiter Ordnung schließen. Die Steuerströme zweiter Ordnung beeinflussen in jedem Motorfahrzeug für sich (sie fließen also nicht durch den Zug hindurch) den Hilfsmotor oder die Kontaktvorrichtungen, die die Spannung im Arbeitsstromkreis regeln.

Bringt der Führer bei der Steuerungsart mit Hilfsmotor (Fig. 1), nachdem er den Zeiger e der Kontaktvorrichtung E auf die beabsichtigte Höchstgeschwindigkeit, z. B. auf den Kontakt j, eingestellt hat, den Führerschalter B auf die Stellung M vorwärts, so schließt er hierdurch einen Steuerstrom erster Ordnung, ausgehend vom Stromabnehmer durch den bei Beginn, der Fahrt auf dem untersten Kontakt b stehenden Zeiger α des Geschwindigkeitsanzeigers A, Kontakt b, Kontakt i der Kontaktvorrichtung E, Kontaktstück f, Kontaktschiene m, Relais V, Erde. An diesem Stromkreis. wird nichts geändert, solange der Zeiger α auf einem der Kontakte b, die er bei wachsender Geschwindigkeit der Reihe nach bestreicht, steht, der Zug also die eingestellte Höchstgeschwindigkeit noch nicht erreicht hat. · .

Durch diesen Steuerstromkreis erster Ordnung wird das Relais V (in sämtlichen Motorfahrzeugen des Zuges) erregt, die Relaisbrücke wird angehoben und dadurch in jedem Motorfahrzeuge für sich ein Steuerstromkreis zweiter Ordnung, ausgehend ebenfalls vom Stromabnehmer und verlaufend durch das rechte Feld und den Anker des Hilfsmotors S, Kontakte 0, p des Intensitätsreglers R zur Erde.

Der Hilfsmotor 5 läuft an und erhöht in dem oben unter 1. bis 3. angegebenen Sinne die Spannung im Arbeitsstromkreis der Fahrzeugmotoren und damit die Geschwindigkeit des Zuges. Dies geschieht so lange, als das Relais V erregt ist, d. h. als der Zeiger a des Geschwindigkeitsmessers A noch auf einem

der Kontakte b steht, der Zug also die eingestellte Geschwindigkeit noch nicht erreicht hat.

Sobald jedoch der Zug die beabsichtigte Höchstgeschwindigkeit erreicht hat, der Zeiger α also mit dem Kontaktknopf c in Berührung tritt, der an den Kontaktknopf / der Kontaktvorrichtung E angeschlossen ist, wird die Erregung des Relais V unterbrochen,· da

ίο der Kontakt j mit' dem Kontaktstück f nicht mehr in Berührung steht. Der Steuerstromkreis zweiter Ordnung durch den Hilfsmotor S wird hierdurch ebenfalls unterbrochen, und die Spannungserhöhung im Arbeitsstromkreis und damit auch die weitere Zunahme der Geschwindigkeit des Zuges hört auf. Der Zug fährt also mit der gleichbleibenden, vorher eingestellten Höchstgeschwindigkeit weiter.
Wenn nun aus irgendeinem Grunde, beispielsweise wenn der Zug auf einem Gefälle abwärts fährt, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges sich trotz gleichbleibender Spannung im Arbeitsstromkreise weiter erhöht, so tritt der Zeiger α des Geschwindigkeitsanzeigers A mit einem Kontaktknopf d in Berührung, der an einen Kontaktknopf k der Kontaktvorrichtung E angeschlossen ist. Es wird dann ein Steuerstromkreis erster Ordnung geschlossen, ausgehend vom Stromabnehmer, durch B, a, d, k, h, n, Relais D zur Erde. Die Relais D in sämtlichen Motorfahrzeugen des Zuges werden erregt, und in jedem Motorfahrzeuge wird durch die Brücke des Relais D ein lokaler Steuerstromkreis zweiter Ordnung durch das linke Feld und den Anker des Hilfsmotors S geschlossen.

Der Hilfsmotor S dreht sich in umgekehrter Richtung als vorher und bewirkt eine Herabsetzung der Spannung im Arbeitsstromkreise der Motoren, solange wie das Relais D angehoben bleibt, d. h. bis der Zug wieder die beabsichtigte Höchstgeschwindigkeit, die der Stellung des Zeigers e entspricht, hat. Dabei kann die Spannung an den Klemmen der Motoren gegebenenfalls bis auf Null herabsinken. Andererseits wird, . wenn aus irgendeinem Grunde, z. B. auf einer Steigung, sich die Geschwindigkeit des Zuges trotz gleichbleibender Spannung im Arbeitsstromkreise verringert, der Zeiger α sich also rückwärts auf einen Kontakt b bewegt, ein durch den Zug verlaufender Steuerstromkreis erster Ordnung wieder geschlossen werden, der die Relais V in jedem Motorfahrzeuge erregt und damit eine Erhöhung der Spannung im Arbeitsstromkreise bewirkt, bis die beabsichtigte Höchstgeschwindigkeit wieder erreicht ist.

Der bereits oben erwähnte Intensitätsregler R,. der von dem Arbeitsstrom der Fahrzeugmotoren durchflossen wird, bewirkt in bekannter Weise, daß der Steuerungsstrom des Hilfsmotors 5 bei o-p jedesmal unterbrochen wird, wenn, die Stärke des Motorenstromes eine zu große ist, um eine Erhöhung der Spannung ohne Gefahr erfolgen zu lassen.

Es ergibt sich somit, daß mit Hilfe der * beschriebenen Einrichtung die Geschwindigkeit vollkommen selbsttätig geregelt wird, und daß, solange die Zuggeschwindigkeit geringer ist als die gewünschte, die Spannung des Arbeitestromes sich allmählich selbsttätig erhöht, sobald aber die Fahrgeschwindigkeit größer als die gewünschte ist, die Spannung des Arbeitsstromes sich allmählich selbsttätig verringert.

Wird die beschriebene Einrichtung bei Steuerungssystemen angewendet, welche mit Kontaktvorrichtungen (Schützen) arbeitet, so ändert sich die Anordnung entsprechend,. aber nur im Verlauf der Steuerströme zweiter Ordnung.

Gemäß Fig. 2 sind drei dieser Kontaktvorrichtungen (Schützen 1, 2 und 3) angenommen worden, es kann jedoch eine beliebige Anzahl verwendet werden.

Bei dieser als Beispiel gewählten Einrichtung kann die Kontaktvorrichtung 2 aus bekannten Gründen nur geschlossen werden, nachdem die Kontaktvorrichtung 1 ihrerseits geschlossen worden ist, und sobald diese Schließung erfolgt, fällt die Kontaktvorrichtung ι herab. Des weiteren kann die Kontaktvorrichtung 3 nur geschlossen werden, nachdem die Kontaktvorrichtung 2 bereits geschlossen ist, und . sobald dieses Schließen stattgefunden hat, öffnet sich die Kontaktvorrichtung 2 usw.

Der Schließungsstromkreis jeder Kontaktvorrichtung wird somit erst durch die noch erregte vorangehende Kontaktvorrichtung vervollständigt. Da jedoch die vorangehende Kontaktvorrichtung nach erfolgtem Erregen der nachfolgenden Kontaktvorrichtung außer Wirkung gesetzt wird, so ist es notwendig, daß jede Kontaktvorrichtung für sich selbst einen Festhaltestromkreis schließt, und daß dieser Festhaltestromkreis unterbrochen wird, sobald die nächstfolgende Kontaktvorrichtung geschlossen wird.

Die Erregerstromkreise, die das Schließen no der Kontaktvorrichtungen bewirken, sind in der Fig. 2 punktiert, die Festhaltestromkreise gestrichelt und die gemeinsamen Stromkreise strichpunktiert angedeutet.

Es ist nun ohne weiteres zu erkennen, daß, solange die gewünschte Geschwindigkeit nicht erreicht ist, das Relais V unter Mitwirkung des Intensitätsreglers R das Schließen der Erregerstromkreise der Kontaktvorrichtungen (Schützen 1 bis 3) der Reihe nach bewirkt, daß aber, .sobald die Geschwindigkeit überschritten wird, das Relais D die Festhalte-

Stromkreise der Kontaktvorrichtungen der Reihe nach öffnet, bis die gewünschte Geschwindigkeit wieder erreicht ist, d. h. weder Relais V noch Relais D durch Steuerstromkreise erster Ordnung erregt ist.

Für das Wesen der Erfindung ist es belanglos, ob die Einrichtung für eine Gruppe von Motorfahrzeugen oder ein einzelnes Motorfahrzeug verwendet wird, ebenso belanglos ist ίο es, ob zur Schwächung der Steuerströme noch Zwischenrelais eingeschaltet werden, und wie der Geschwindigkeitsanzeiger A , Kontaktvorrichtung E usw. im einzelnen ausgeführt sind.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Geschwindigkeit von Einzelfahrzeugen oder Zügen, die mit Einphasenwechselstrom betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Zusammenwirken eines Geschwindigkeitsanzeigers (A), der ein sich der Geschwindigkeit des Zuges (Einzelfahrzeuges) entsprechend selbsttätig einstellendes Kontaktglied (α) besitzt, und einer Kontaktvorrichtung (E), die einen der ge-wünschten Normalfahrgeschwindigkeit entsprechend von Hand einzustellenden Zeiger (e) hat, in der (einzigen) Fahrtstellung (M) des Führersteuerschalters (B) Steuerstromkreise erster Ordnung (die, falls mehrere Motorfahrzeuge im Zuge sind, durch den ganzen Zug verlaufen) für Relais (V, D) so lange geschlossen werden, als die tatsächliche Zuggeschwindigkeit mit der eingestellten Normalfahrgeschwindigkeit nicht übereinstimmt, daß diese Relais (V, D) in an sich bekannter Weise (in jedem Motorfahrzeuge für sich) Steuerstromkreise zweiter Ordnung schließen, welche ihrerseits Hilfsmotoren (S in Fig. 1) oder Kontakt- 4c vorrichtungen (Schützen 1, 2 und 3 in Fig. 2) in der Weise beeinflussen, daß die Spannung der Arbeitsstromkreise der Fahrzeugmotoren so lange erhöht oder aber erniedrigt wird, bis die eingestellte Normalfahrgeschwindigkeit erreicht ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.