DE379013C - Vielfachsteuerung fuer elektrische Bahnen mit stufenweise schaltbarem Hauptschaltapparat, dessen Antrieb durch einen Luftmotor erfolgt - Google Patents

Description

• Vielfachsteuerung für elektrische Bahnen mit stufenweise schaltbarem Hauptschaitapparat, dessen Antrieb durch einen Luftmotor erfblgt. Es ist bekannt, den Hauptschaltapparat eines elektrischen Fahrzeuges mittels eines Luftmotors anzutreiben, bestehend aus einem Doppelzylinder, in welchem sich zwei durch eine Zahnstange starr verbundene Kolben bewegen, wobei die Zahnstange in das auf die Antriebswelle des Hauptschaltapparates sitzende Ritzel eingreift.
• Ebenfalls ist es bekannt, die Druckluft, mit der der Luftmotor betrieben wird, jedem der beiden Druckzylinderräume mittels je eines elektromagnetisch gesteuerten Ventils zuzuführen und diese beiden Ventile ungleichmäßig so auszubilden, daß durch das eine bei erregter Spule die zugehörige Zylinderseite von der Außenluft abgesperrt und mit der Druckluftzuführung verbunden wird, durch das andere dagegen bei erregter Spule die zugehörige Zylinderseite von der Druckluft abgesperrt und mit der Außenluft verbunden wird. Bei unerregten f Spulen verlaufen die Vorgänge bei beiden Ventilen umgekehrt.
• Die Erfindung bezweckt nun, bei einer Steuerung dieser Art in einfacher «'eise eine genaue stufenweise Einstellung des Hauptschaltappa-Tates in beiden Schaltrichtungen zu erzielen, während das gleiche Steuerungssystem durch Hinzufügung eines Grenzstromrelais für selbsttätig regulierte Beschleunigung eingerichtet werden kann.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt, davon zeigt eines (Abb. i) eine Steuerung nach der Erfindung für Einstellung der einzelnen Anfahrstufen von Hand, während bei der anderen (Abb. 2) die Anfahrt des Zuges selbsttätig erfolgt.
• Zunächst sei die Steuerung nach Abb. i erläutert. Der Antrieb des Hauptschaltapparates erfolgt mittels eines Luftmotors, bestehend aus zwei einander gegenüberstehenden einfach wirkenden Luftzylindern a1 und az, deren Kolben durch eine Zahnstange b verbunden sind. Diese Zahnstange gr,2ift in einen auf der Antriebswelle c aufgekeilten Zahnkolben ein. Jeder Luft- j zylinder wird durch ein elektromagnetisch be- 1 tätigtes Luftventil d bzw. e (kurz: Magnetventil) gesteuert. Die beiden Magnetventile sind ungleich. Das eine, mit d bezeichnete, setzt in dem gezeichneten unerregten Zustand den zugehörigen Luftzylinder a1 in Verbindung mit der Außenluft, während die Druckluftzuleitung f abgesperrt wird; das zweite, mit e bezeichnete, setzt in unerregtem Zustand den zugehörigen Luftzylinder a.., in Verbindung mit der Druckluftzuleitung f, während die Auslaßöffnung abgesperrt wird. Bei erregten Spulen werden die f beschriebenen Vorgänge vertauscht. Aus Obi- f gern folgt, daß, wenn beide Ventile d und e unerregt sind, die beiden durch die Zahnstange verbundenen Kolben sich (auf der Zeichnung) bis ;, ganz nach rechts bewegen werden. Die gezeichnete Endstellung entspricht der Null- bzw. Ausschaltstellung des Hauptschaltapparates.
• Jedes Magnetventil ist gemäß der Erfindung mit zwei Betätigungsspulen ausgerüstet, deren Zweck weiter unten erklärt wird.
• Wird nur das Ventil d erregt, so bewegt sich zunächst die Zahnstang.= nicht, indem nur ein Druckgleichgewicht auf beiden Seiten geschaffen ist. Wird aber auch das Ventil c erregt, so sperrt dasselbe, wie gesagt, die Luftzuleitung f ab und läßt Luft aus dem Innern des Zylinders a., ins Freie entweichen; die Folge ist eine Bewegung der Zahnstange b nach links, welche so lang dauert, bis die Erregung des Ventils e wieder ausgeschaltet wird, wodurch wieder Druckgleichgewicht hergestellt wird und die Zahnstange in der eingenommenen Lage stehenbleibt.
• Die den einzelnen Fahrstellungen des Hauptschaltapparates entsprechenden Stellungen des Luftmotors werden nun ebenfalls gemäß der Erfindung mittels des Stellungsschalters g genau eingehalten. Dieser besteht aus einer der Anzahl der Fahrstufen entsprechenden Anzahl Kontakte i bis 6, welche von drei mit der Zahnstange b gekuppelten Gleitbürsten h, i, k bestrichen werden, deren Breite kleiner ist als der Abstand zweier Kontakte, so daß eine Überbrückung zweier Kontakte durch eine Gleitbürste nicht stattfinden kann. Die Bürstenh, i, k gleiten auf drei Schienen L, in, ia, die mit den vier Betätigungsspulen o, P, q, r der Ventile d und e verbunden sind. Die Kontakte i bis 6 des Stellungsschalters g sind einerseits an die durchgehenden Zugleitungen i bis 6, anderseits an die festen Bürsten i bis 6 der Steuerwalze s angeschlossen. Der Strom tritt bei der obersten Bürste + der Steuerwalze s ein und an den Spulen p und r bei - wieder aus.
• Die Wirkungsweise der Steuerung ist nun wie folgt: Angenommen, der Führer stellt die Steuerwalze s auf Stufe III, so werden dadurch die Steuerleitungen i, 2 und 3 mit dem + Pol der Steuerstromquelle verbunden, während die Steuerleitungen 4., 5 und 6 spannungslos bleiben. Der pneumatische Antriebsapparat steht in der in Abb. i gezeichneten Stellung o und setzt sich nun in Bewegung, indem mittels der Gleitbürste h die Betätigungsspule o des Ventils d und die Betätigungsspule r des Ventils e erregt werden. Bevor die Gleitbürste h vom Kontakt l abläuft, sind die Gleitbürsten i und k mit diesem Kontakt in Berührung gekommen, wodurch die Spule q des Ventils e sowie die Spule p des Ventils d ebenfalls noch erregt werden. Läuft nun die Gleitbürste k vom Kontakt l ab, so erfährt dadurch die Bewegung der Zahnstange b bzw. der Welle c des Hauptschaltapparates keine Unterbrechung. Bevor die Gleitbürsten i und k vom ersten Kontakt wieder ablaufen, ist die vorlaufende Gleitbürste lt mit dem Kontakt 2 in Berührung gekommen, der laut Voraussetzung ebenfalls unter Spannung steht, so daß auch jetzt die Bewegung der "Zahnstange b nach links ununterbrochen fortdauert. Dies so lange, bis die mit III bezeichnete gestrichelte Stellung der Gleitbürsten h, i, k erreicht ist. In dieser Stellung steht die Gleitbürste h auf dem stromlosen Kontakt .4, so daß die untere Betätigungsspule r des Ventils e und die obere Spule o des Ventils d nicht mehr erregt sind. Da die Gleitbürste i sich zwischen den Kontakten 3 und .4 befindet, ist auch die obere Spule q des Ventils e nicht erregt. Die Gleitbürste k steht noch mit dem unter Spannung stehenden Kontakt 3 in Berührung, so daß die Spule P des Ventils d erregt ist. Die Folge ist, daß die Zahnstange b bzw. die Antriebswelle c des Hauptschaltapparates zum Stillstand kommt.
• Das beschriebene elektropneumatische Steuerungssystem läßt sich leicht für selbsttätige Anfahrt einrichten. Es sei dies an Hand der Abb. 2 erklärt.
• Die Kontakte des Stellungsschalters g werden je nach Bedarf zu Gruppen zusammengeschlossen. In dem Beispiel der Abb. 2 ist die Verteilung in zwei solcher Gruppen z und 2 angenommen. Zu j eder Gruppe führt nur eine einzige Steuerleitung (x bzw. 2). Die Ableitung der Gleitschiene l wird -über den Öffnungskontakt t eines Stromgrenzrelais geführt. Dasselbe besitzt eine vom Fahrstrom durchflossene Wicklung ac und eine dünndrähtige Wicklung v. Die letztere wird j edesmal von der Gleitbürste i unter Spannung gesetzt und bewirkt dann ein Anheben des Stromgrenzrelais und Öffnung des Kontaktes t. Es hängt von der Größe des Fahrstromes und von der Anspannung der Relaisfeder ab, ob das Stromgrenzrelais durch die Wirkung der vom Fahrstrom durchflossenen Spule geöffnet gehalten wird. Ist dies der Fall, so läuft die Zahnstange nicht weiter, bis -der Fahrstrom so weit gesunken ist, daß der Relaisanker losgelassen wird und der Relaiskontakt t sich wieder schließt, wonach das Spiel sich wiederholt.
• An Hand des für die nicht selbsttätige Steuerung nach Abb. z Gesagten ist leicht einzusehen, daß die Zahnstange immer nur auf einer genau festgelegten Schaltstellung stehenbleiben kann. Der Luftmotor ist hier mit einem einzigen, doppelt wirkenden Zylinder dargestellt, Das in Abb. 2 oberhalb des Stromgrenzrelais angegebene Hilfsrelais w dient dazu, die Anfahrt zu bewirken, wenn eine zu niedrige Einstellung des Stromgrenzrelais oder ein ausnahmsweise hoher Zugwiderstand in einer Kurve oder auf starker Steigung ein Inbewegungkommen des Zuges verhindern würde. Der Führer hat in diesem Fall nur auf den Druckknopf z zu drükken und bewirkt dadurch, daß mittels des Relais w der Öffnungskontakt t des Stromgrenzrelais überbrückt wird, so daß die Zahnstange sich dennoch weiterbewegt, jedoch nur jedesmal um eine einzige Fahrstufe für jedes Schließen des Druckknopfes z. Eine Auslösespule y bewirkt nämlich, daß das Hilfsrelias w durch den von der fortschreitenden Gleitbürste i gegebenen Stromstoß selbst außer Tätigkeit gesetzt wird.

Claims (5)

1. PATENT-ANsPRUcH z. Vielfachsteuerung für elektrische Bahnen mit stufenweise schaltbarem Hauptschaltapparat, dessen Antrieb durch einen Luftmotor mit zwei ungleichmäßig ausgebildeten elektromagnetisch gesteuerten Venölen erfolgt, von denen durch das eine bei erregter Spule die zugehörige Zylinderseite von der Druckluft abgesperrt und mit der Außenluft verbunden wird, durch das andere dagegen bei erregter Spule die zugehörige Zylinderseite von der Außenluft abgesperrt und mit der Druckluftzuführung verbunden wird, während bei unerregten. Spulen sich die Vorgänge bei den beiden Ventilen vertauschen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden elektromagnetisch bewegten Ventile von je zwei Spulen erregt wird, die sich, wenn gleichzeitig erregt, in ihrer Wirkung verstärken, und wenn einzeln erregt, in ihrer Wirkung ablösen, um in beiden Bewegungsrichtungen' des den Hauptschaltapparat antreibenden Luftmotors gegebenenfalls eine ununterbrochene Fortbewegung desselben zu erhalten.
2. 2. Vielfachsteuerung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten der beiden Spulen das einen Magnetventils und gleichzeitigen Erregen mindestens einer der beiden Spulen des anderen Magnetventils die Bewegung des Luftmotors in allen den einzelnen Fahrstufen entsprechenden Stellungen angehalten wird.
3. 3. Vielfachsteuerung nach demAnspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektropneumatisch angetriebenen Hauptschaltapparat ein Stellungsschalter gekuppelt ist, dessen Kontakte von drei Gleitbürsten bestrichen werden, von denen zwei mit je einer, die dritte mit zwei zu verschiedenen Ventilen gehörigen Spulen verbunden sind. q..
4. Vielfachsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der dritten, zwei Ventilbetätigungsspulen schaltenden Gleitbürste ein von einem Stromgrenzrelais betätigter Unterbrechungskontakt (t) eingeschaltet ist, um die Steuerung für selbsttätige Fortschaltung des Hauptschaltapparates einzurichten.
5. 5. Vielfachsteuerung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrechungskontakt(t) des Stromgrenzrelais durch den Schließkontakt (z) eines zweiten Relais (w) überbrückt werden kann, dessen Betätigungsspule vom Führerstand aus jedesmal erregt werden muß, zum Zwecke der Weiterschaltung des Hauptschaltapparates trotz der Sperrung durch das Stromgrenzrelais, wobei aber die Wirkung dieses zweiten Relais (w) jedesmal selbsttätig aufgehoben wird, sobald der Hauptschaltapparat bzw. der mit demselben gekuppelte Stellungsschalter sich um eine Stufe weiterbewegt: