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Fernsteuerung mit Hilfsmotorantrieb für elektrische Schaltvorrichtungen,
insbesondere zur Regelung von Bahnmotoren. Die Aufgabe der Fernste::3rungen für
elektrische Antriebe, insbesondere Bahnfahrzeuge, besteht darin, Antriebe., die
Hauptschaltwalze, die sich gewöhnlich in der Nähe der Triebmotoren befindet, auf
einen bestimmten, vom Führerstande aus vorgeschriebenen Schaltkontakt gestellt wird.
Bei. den bekannten rein elektrischen Fernsteuerungen, bei .denen die Weiterschaltung
zwangl.äufig, also nicht durch Beschleunigungsrelais o. dgl., eingestellt wird,
weist sowohl die im Führerstande aufgestellte Steuerwalze als auch die beim. Steuermotor
sich befindende Hilfswalze mindestens so viel Bürsten bzw. Schaltkontakte auf, wie
Arbeitsstellungen vorhanden sind, und Steuer- und Hilfswalze sind durch mindestens
ebenso viele Steuerleitungen miteinander verbunden. Ferner ist im Gegensatz zu den
erstgenannten noch eine bekannte, jedoch nicht zwangläufige Steuerung zu verzeichnen,
bei der die Steuerwalze mit der den Arbeitsstellungen entsprechenden großen Kontaktzahl
durch einen aus nur zwei Schleifbahtlen bestehenden Steuerapparat ersetzt und die
Hilfswalze weggelassen wurde, wobei ohne Rücksicht auf die Anzahl der Schaltstellungen
nur sechs Steuerleitungen zur Anwendung kommen.
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Nach der Erfindung wird die Hilfswalze ebenfalls vollständig weggelassen
und durch eine einfache Vorrichtung ersetzt, die nur zwei Kontaktstellen hat. Die
Steuerwalze, zu einem Kommandoschalter ausgebildet, besteht ohne Rücksicht auf die
Anzahl der Fahrstufen lediglich aus einem einzigen, mit einer Unterbrechungsstelle
versehenen Schleifring, der von der Führerkurbel eingestellt wird und auf dem nur
.eine Bürste schleift. Diese wird in Abhängigkeit von der selbsttätigen Steuerung
durch eine Rückmeldevorrichtung so weit verstellt, bis sie auf die genannte Unterbrechungsstelle
des Schleifringes gerät und dadurch den Steuerstrom an dem eingestellten Punkt unterbricht.
Ferner beträgt hier, ebenfalls ohne Rücksicht auf die Anzahl der Fahrstufen, die
Zahl der Verbindungsleitungen zwischen Steuerwalze, Kommandoschalter und dem beim
Hauptschalter aufgestellten Antrieb nur fünf bzw. bei Erdung eines Polei der Hilfsstromquelle
nur vier.
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Die vorliegende rein elektrische, zwangläufige Steuerung hat gegenüber
bekannten Steuerungen ,ähnlicher Art folgende grundsätzliche Vorzüge: c. Die Zahl
der Steuerkontaktstellen beträgt hier bei einer vollständigen Steuergruppe nur fünf,
und dies ohne Rücksicht auf die Fahrstufenanzahl, wogegen die bekannten zwangläufigen
Steuerungen bei: z. B. 18 Fahrstufen mindestens 40 solcher Stellen aufweisen, und
bei der Steuerung von -zwei Triebfahrzeugen von einer Stelle aus müßte im letztgenannten
Fall diese Zahl mindestens i o2 betragen. Bei der vorliegenden Steuerung hingegen
vermindert sich bei den in diesem Beispiel angeführten 18 Fahrstufen und zwei
Triebfahrzeugen
die Anzahl aller Kontaktstellen auf nur 16, wovon 6 auf die zwei Steckdosen
-der drei Verbindungsleitungen zwischen den beiden Fahrzeugen entfallen. Diese-16
Kontaktstellen würden hier auch dann beibehalten werden, wenn man die Fahrstufenzahl
von 18 auf eine beliebige höhere steigern würde. Eine geringe Anzahl von Kantaktstellen
erhöht die Betriebssicherheit außerordentlich, da .eine jede Ivon ihnen zur Fehlerquelle
werden kann.
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z. Die Anzahl der Steuerleitungen beträgt hier, wie bereits oben erwähnt,
ohne Rücksicht auf die Fahrstufenzahl nur fünf bzw. bei Erdung eines Poles der Hilfsstromquelle
nur vier, die der durchgehenden Leitung im Falle der Steuerung von mehreren Fahrzeugen,
also bei Vielfachsteuerung, nur drei. Dagegen müssen bei den bekannten zwangläufigen
Steuerungen. bei z. B. 18 Fahrstufen mindestens 2e- Steuerleitungen, also auch 2z
durchgehende Leitungen und Steckdosen mit ebenso vielen Kontakten vorhanden sein,
die dieselbengroß, teuer und umständlich machen.
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3. Die neue Einrichtung ist betriebssicher und. billig, ihre Wartung
und Kontrolle; ist gegenüber dem Bekannten leicht, infolge der außerordentlichen
Einfachheit und 'QbersIchtlichkeit der Schaltung und der zu ihr gehörigen Apparate.
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Auch im Vergleich zur eingangs angeführten, bekannten, nicht zwang
läufigen Steuerung, bei der die übliche Steuer- und Hilfswalze ebenfalls weggelassen
wurden, sindnoch folgende Vorzüge zu verzeichnen: a) Die neue Steuerung hat nur
eine Schleifbahn, welche sowohl für die Vorwärts- als auch Rückwärtssteuerung des
dient, und diese ist mit nur einer Polarität verbunden. Bei der bekannten hingegen
sind zwei Schleifbahnen vorhanden, zu denen zwei Leitungen verschiedener Polarität
führen, wobei eine der Schleifbahnen die Drehrichtung des Steuermotors nach vorwärts,
die andere nach rückwärts bestimmt.
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b) Bei der vorliegenden Steuerung wird durch einfache Verriegelungen
erreicht, daß Fehlschaltungen ausgeschlossen sind und die Steuerung hierdurch zu
einer zwangläufigen wird, was aus der Schilderung der Arbeitsweise zu entnehmen
ist. Bei der bekannten Steuerung hinggegen sind Verriege7:ungen zwecks Ausschluß
von Fehlschaltungen nicht vorgesehen, weshalb sie sich zur Steuerung von Bahnfahrzeugen
nicht eignet, weil an die hierfür angewandten Steuerungen die schärfsten Anforderungen,
was Schaltsirherheitanbelangt, gestellt werden. Deshalb wurde die Eignung der neuen
Steuerung für Bahnzwecke betont.
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c) Die Zahl der Steuerleitungen beträgt bei der neuen Einrichtung
fünf, bei der bekannten hingegen sechs.
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d) Bei der neuen Steuerung ist eine Anordnung der Kurbelbewegung ohne
besondere Hilfsmittel über fast 36o° ohne weiteres möglich. Bei der bekannten Steuerung
müßten dagegen, um dies zu erreichen, besondere Konstruktionselemente angewandt
werden, die nicht mehr so einfach und billig wären.
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Die Steuerung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. Es ist eine SteuersteUe mit 17 Fahrstufen in Verbindung
mit dem Antrieb eines Stufenschalters, der elektrisch gesteuert wird, angenommen.
Die nach rechts führenden Leitungen i gehen zum zweiten Führerstand ab.
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Der an Stelle der Steuerwalze zur Anwendung kommende Kommandoschalter
enthält nur einen mit einem Ausschnitte versehenen Schleifring C, der auf der mittels
Schaltkurbel A drehbaren jVelle B starr, aber isoliert befestigt ist.
Unterhalb des Schleifringes C ist lose um die Welle drehbar ein Stufenrad D angebracht,
das eine von ihm isolierte Wanderbürste E trägt und dessen Zähnezahl mindestens
gleich der Zahl der Fahrstufen sein muß. Als Antrieb des mit einer R.astenklinke
w versehenen Stufenrades D und damit auch der auf demselben montierten Wanderbürste
E dienen die zwei Schaltklinken F und G, die jeweils vom Magneten H oder I verschoben
werden können und auf diese Weise eine Rechts- oder Linksdrehung der Wanderbürste
E auf dem Hauptkontaktring C verursachen. Auf der Schalterwelle B sitzt noch der
Wendeschalterl mit magnetischer Verriegelung der Endstellung, der die Aufgabe hat,
in den Stromkreis der Wanderbürste E eine der beiden. Magnetspulen. K oder
L des Steuermotorumschalters M einzufügen. Der Wendeschalterl ist nun durch
eine I&tnehm@erkupplungN mit der Schalterwelle B gekuppelt, so daß beim Zuschalten
(Rechtsdrehung) der Kontakt b, beim Abschalten (Linksdrehung) der Kontakt a geschlossen
wird. Er ist mit dem Ring C leitend verbunden und etwas federnd ausgebildet, damit
hierdurch eine gute Berührung auch bei ungenauer Ausführung oder bei Abnutzung stets
gesichert bleibt.
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Der in diesem Beispiel als gesteuertes. Objekt angeführte Stufenschalter
O, der durch einen mittels zweier Erregerwicklungen m und n umsteuerbaren Elektrom1oroor
P unter Zwischenschaltung einer Reibungskupplung Q angetrieben wird, trägt
auf seiner Hauptwelle T eine Sperrscheibe R, die jedesmal die Drehung der Welle
T zulä.ßt, wenn der Magnet S die Sperrklinke Z löst. Einer Umdrehung der Sperrscheibe
R entspricht jeweils
eine Kontaktlage (Stufe) des Stufenschalters
O.
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Auf der Stufenschalterwelle T sitzt noch eine Scheibe U, die mit zwei
Anschlaghebeln V und W versehen ist, welche den Rückmeldeschalter X betätigen. Dieser
schaltet je nach Rechts- oder Linksdrehung der Stufenschalterwelle T vor ihrer Raststellung
(Nullstellung) einen der beiden Magnete 1 oder H kurzzeitig ein und verursacht hierdurch
eine Verschiebung der Wanderbürste E auf dem Ring C, wobei .die Rückkehr sowohl
des Schalters X als auch des Wanderbürs,bexiantriebes F, G in die Nullage durch
Federn gesichert wird. Außerdem betätigt die Scheibe U die Verriegelung Y des Motor-tunschalters
M. Diese Verriegelung geschieht in der Weise, daC, eine Änderung deri.ug@enblicklichen
Schaltlage @Zu- oder Abschalten) durch den Umschalter M nur in den Nullstellungen
der Stufenschalterwelle T, entsprechend den Kontaktstellungen des Stufenschalters
O durch die Umschaltmagnetspulen I( oder L
erfolgen kann. So z. B. wird in
einer Zwischenstellung des Stufenschalters O auch beim Ausbleiben des Stromes in
den Spulen I( oder L der Motor)o bis zur Nullstellung der Welle T weiterlaufen und
erst durch Freigabe der Verriegelung Y durch den Umschalter M
ausgeschaltet
werden.
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Die Arbeitsweise der dargestellten Steuerung ist folgende: Stellt
man die Schaltkurbel A von der Nulllage auf Stellung i, so wird hierdurch der Wendeschalter
f an den Kontakt b gedrückt und der Kontalktring C unter die Wanderbürste E geschoben,
wodurch .die für das Zuschalten des Antriebsmotors )o in Frage kommende -Spule 1(
des Umschalters M erregt und gleichzeitig vom Sperrklinkenmagneten S, der in dem
gleichen, von der Hilfsstramquelle k gespeisten Stromkreis liegt, die Klinke Z angehoben
wird. Der Motor beginnt nun, vin der Zuschaltwicklung m erregt, zu arbeiten, wobei
der Umschalter M mit Hilfe der von der Scheibe U bewegten Sperrstange
Y verriegelt wird, und dreht die Stufenschalterwelle T so lange im Uhrzeigersinn,
bis der MitnehmerW den Kontakt c kurzzeitig schließt; infolgedessen treibt nun der
Schaltmagnet H das Schrittschaltwerk F an und dreht somit das Stufenrad D um eine
Zahnteilung (die einer Fahrschalterteilung entspricht). Dadurch wird die Wanderbürste
E vom K .ontaktring C geschoben und in den Ausschnitte gebracht und der Strom in
den Magneten I( und S unterbrochen. Der Kontakt des Umschalters M selbst wird jedoch
erst abgeschaltet, nachdem die Welle T eine volle Umdrehung gemacht und wieder die
Nullage erreicht hat und eben dadurch die Verriege-Jung Y des Umschalters M freigegeben
wurde. Auch schnappt dann sofort die Klinke Z in die Lücke der Scheibe I2 ein, da
ihr B.et.ätigungsmagnet S bereits früher gelöst wurde. Während dieses Vorganges
ist also die Bürste des Stufenschalters auf Fahrstellung i geschoben worden, und
auch die Wanderbü.rste E befindet sich unterhalb der Fahrstufe i der Schalterkurhel
-A in dem Ausschnitt e.
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Beim Abschalten spielt sich der Vorgang genau so ab, jedoch mit Zuhilfenahme
des Kontaktes a am Wendeschalter J, des Mitnehmers V der Schaltklinke G an der Scheibe
O und der Spule L sowie der Abschaltwicklung n des Motors P, wodurch dem Hauptkontaktring
C die Wanderbürste E in die Nullstellung folgt.
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Wird nun die Schalterkurbel von Anfang an z. B. von Null auf Stufe
6 gestellt, so wird auch ein dieser Fahrstellung entsprechendes Stück des Kontaktringes
C unter die Wanderbürste E geschoben, wobei nach einer jeden Umdrehung der Stufenschalterwelle
T die Wanderbürste E auch stufenweise abgeschaltet wird, bis sie in den Ausschnitte
des Kontaktringes C, der sich jetzt unter Fahrstufe 6 befindet, gelangt und durch
Unterbrechung des Stromes in der Spule I( den Stufenschaltermotor P abschaltet.
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Sollte sich der Fahrzeugführer erst nach Stellung der Fahrkurbel A
auf eine hohe Fabrstufe besinnen, um einige Stufen schnell herunterzuregeln, bevor
noch die analoge Stufe am Stufenschalter 0 erreicht wurde, d. h. bevor noch die
Wanderbürste E in den Kontaktringausschnitt e gelangt ist, so verhindert der Sperrmagnet
g bei der Rückdrehung der Kurbei A die Mitnahme des Wendeschalters J und damit das
Umschalten des Wendeschalters von b nach a und des Umschalterstromskreises
von Spulel( auf L. Ist jedoch indessen eine größere Rückdrehung mit der Handkurbel
A gemacht worden, als dies der bereits durch den Stufenschalter O -und anal:)- von
der WanderbürsteE erlangten Stellung entspricht, so läuft die Wanderbürste E über
den Kontaktausschnitte hinweg, wobei auch der Sperrmagnet q kurzzeitig stromlofs
wird, so daß bei dieser Rückdrehung dann auch der Wendeschalter i von
b auf a umgeschaltet wird. Die Wanderbürste E gelangt nach dem Überschreiten
des Ausschnittes e auf das andere Ende .des Kontaktringes C, rund die entsprechende
Stufenzahl wird wieder abgeschaltet, da durch die Schließung dies Kontaktes ac die
Abschaltspule L erregt wurde.
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Würde man eine schnelle Bewegung der Fahrkurbel A von Stellung Null
auf die erste oder überhaupt auf die paar ersten Fahrstellungen und wieder zurück
auf Null machen
und gelangte dabei bereits die Stufenschalterantriebsvorrichtung
in Bewegung, so verhütet die Sperrvorrichtung Y, daß der AntriebsmotorP und damit
auch der Stufenschalter 0 in einer beliebigen Lage stehenbleiben, die nicht einer
Nullstellung entspricht. Der MotarP bewegt in diesem Falle den Stufenschalter O
weiter auf Stellung r, vor Schluß dieser Bewegung. wird jedoch die Wanderbürste
E mit Hilfe der Rastenklinke W und des SchaltmagnetenH auf den Kontaktring C geschoben.
Der Ausschnitt e im Kontaktring C ist nun so bemessen., daß die Wanderbürste E vor
der Nullstellung der Handkurbel den Ring C verläßt, so daß noch eine genügende Drehung
. ausgeführt wird, um den Wendeschalter J vom Kontakt b auf a zu
drücken.
Da also der Wendeschalter J den Kontakt a bereits bei, der Rückstellung der Kurbel.
A auf Null berührt hat, so wird momentan nach Erreichung der ersten Fahrstufe die
Verriegelung des SchützenM freigegeben und der Motor durch die Spule L auf Abschalten
geschaltet, so .daß die Nulllage aller Organe wieder erreicht wird.
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Für die Ausführung der Steuerung ist es wichtig, daß die Anzahl der
Zähne des Stufenrades D mindestens gleich der Anzahl der Fahrstufen sein muß.
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Bei der Bedienung eines Stufenschalters von zwei Führerständen aus
werden die letzteren durch fünf Leitungenz miteinander verbunden; bei Erdung eines
Pols der Hilfsstromquelle genügen vier Leitungen. Damit die Bürste E des leeren
Führerstandes außer Betrieb kommt, muß der Schalterft möglichst zwangläufig geöffnet
werden.
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Mit dem beschriebenen Steuerungssystem können beliebig viele Fahrstufen
betätigt werden, wobei nur das zur Drehung der Wanderbürste verwendete Klinkenrad
D eine den Fahrstufen entsprechende Anzahl von .Zähnen erhält; die Zahl der Zuleitungen
zum Schalter bleibt dieselbe (d. h. fünf bei der aus dem Schema ersichtlichen Hilfsstrornquellenanordnung)
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Sollen bei Ausbildung der Steuerung als Vielfachsteuerung einige Steuergruppen,
z. B. selbständige* Triebfahrzeuge, von einem Ort (Führerfahrzeug) aus gleichzeitig
bedient werden, so kann für jede Gruppe eine Wanderbürste vorgesehen werden, um
das zwangläufige Zusammenarbeiten aller Gruppen zu sichern. In diesem Falle ist
jede Steuergruppe mit den anderen durch je einen Strang von drei Leitungen oder
bei für alle Gruppen gemeinsamer Hilfsstrornquellle fünf bzw. vier Leitungen miteinander
zu verbinden. Die Zahl der Verbindungsleitungen läßt sich aber unabhängig von der
Zahl der Steuergruppen auf drei beschränken, und auch die Anordnung einer weiteren
Wanderbürste fällt fort, wenn man a:n jeder Gruppe, also jedem Triebfahrzeug, eine
Vorrichtung zum selbsttätigen. Weiterschalten der bedienungslosen Führerkurbeln
anbringt. Eine solche Vorrichtung kann irgendein motorischer Antrieb sein, zweckmäßig
ein gleiches K inkenschalträd wie dasjenige zum Fartschalten der Wanderbürste E.
Das Rad ist mit ,der Handsteuerwelle B starr verbunden, wähnend d$e zugehörigen
Schaltmagnete zur Bewegung der Klinken unter Zwischenfügung eines Umschalters an
di,e durchgehenden Leitungen angeschlossen sind. Der Umschalter dient dazu, diese
Leitungen bei der von Hand bedienten Steuergruppe von den Schaltmagnetm zur selbsttätigen
Drehung der WelleB abzutrennen und mit den Schaltmagneten H, J zu verbinden. Die
Steuerung der ferngesteuerten Gruppen eilt dann derjenigen der handgesteuerten Gruppe
jeweils um eine Stufe nach, was aber im praktischen Betriebe belanglos oder gar
vorteRhaft ist, indem sich z. B. bei Bahnzügen die Anfahrt sanfter gestaltet.
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Die Hifsstromquelle h kann für alle Steuergruppen gemeinsam joder
auch .getrennt sein, wobei die Umschaltung jeweils vor dem Verlassen der nicht benutzten
Führerständedurch einen mit der Fahrkurbel A verbundenen. AbscMußschalter, der auch
den Schalter h betätigt, vollzogen werden könnte. Der Hilfsstrom kann einer besonderen
Stromquelleoder auch der Fahrleitung entnommen werden.
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Die Wanderbürsten E können ebenso wie die Steuerwellen B im letzterwähnten
Falle der Vielfachsteuerung pneumatisch, hydraulisch, magnetisch oder mit einem
Elektromotor betätigt werden. Auch an die Stelle des Elektromotors P, der de Stufenschalterantrieb
besorgt, könnte ein Druckluftmotor, eine elektromagnetische, hydraulische oder eine
andere Bewegungsivorrichtung treten.
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Statt den Wendeschalter J ,getrennt anzubringen, kann ein solcher
mit der Wanderbürste E kombiniert werden und würde dabei auf dem Stufenrad D befestigt
sein, was eine Vereinfachung des Kommandoapparates ergäbe.
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Es kann eine einfache Kontrollvorrichtiurg, ein Stellungszeiger, im
Führerstand angebracht werden, an der das Zu- und Abschalten des Stufenschalters
sichtbar gemacht würde. Die Mitnahme dieser Vorrichtung würde zweckmäßig vom Stufenrad
D besorgt werden, das zur Verstellung der Wandbürste E dient.