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Selbsttätige Auslösevorrichtung für die Kurzschlußbremsung elektrischer
Triebwagenzüge Es wurde bereits eine elektrischeKurzschlußbremsung mit selbsttätiger
Auslösung vorgeschlagen, bei der zur Einleitung der Bremsung je einbesonderes Notrelais
sowie einFahrrelais vorgeschlagen wurde. Das Notrelais lag bei dieser Schaltung
an zwei Steuerleitungen, die vom vorderen Triebwagen bis zum Zugende führen und
die inNotfällen beide unterl>rochen werden müssen. An Stelle dieser beiden Relais
wird bei der Schaltung nach der Erfindung nur ein einziges Notrelais verwendet.
Beim Abfallen dieses Notrelais unterbrechen zunächst die Fahrspannungsschütze die
Zuführung zu den Fahrmotoren. Dünn werden nach der Erfindung durch die Unterbrechung
der Fahrspannungsschütze die Steuerspulen des Bremsumschalters und die Spulen eines
oder mehrerer Bremsschütze durch eine in jedem Wagen befindliche Spannungsquelle
unter Spannung gesetzt und dadurch der Bremsumschalter umgeschaltet und die Bremsschütze
eingeschaltet, wodurch die Bremsschaltung im wesentlichen hergestellt ist. Um etwaige
Kurzschlüsse bei Verwendung von mehr als zwei Fahrmotoren durch zu frühzeitiges
vollständiges Herstellen der Bretnsschaltung zu vermeiden, empfiehlt es sich, erst
nach Umschalten des Bremsumschalters durch selbsttätiges Einschalten eines oder
mehrerer Erdschütze sämtliche parallelen Notbremskreise über mehrere Stufen eines
oder mehrerer Notbremswiderstände zu schließen.
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Während nach der einleitend. geschilderten Schaltung die Motorabschaltung
durch das Notrelais selbst, die Motorumschaltung auf Kurzschlußbremsung jedoch durch
ein Fahrrelais bewirkt wurde, veranlaßt bei der Erfindung das Notrelais sowohl die
Motorabschaltung als auch die Motorumschaltung auf Kurzschlußbremsung, wobei jedoch
die Herstellung der Bremssehaltung von dem Abschalten der Fahrspannungsschütze abhängig
gemacht ist. Der Aufbau ist damit vereinfacht. Gleichzeitig werden schädliche Folgen,
die sich durch ein Hängenbleiben des Fahrrelais ergeben könnten, vermieden. Ein
Nachteil ist hiermit nicht verbunden, da eine Notbremsung unabhängig von der Kurzschlußbrensung
gleichzeitig mit der Abschaltung der Motoren vom Netz hervorgerufen werden kann.
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Um ein gleichmäßiges Bremsen zu erzielen, ist es zweckmäßig, einzelne
Stufen des Notbremswiderstandes automatisch durch Überwachungsschütze kurzzuschließen
oder
abzuschalten. Die Überwachungsschütze können dabei von der
Zeit, von der Geschwindigkeit oder vom. der Verzögerung des Zuges, vom Strom oder
von der Spannung der Motoren geregelt werden.
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Besonders vorteilhaft können als Überwachungsschütze Spannungswächter
verwendet werden, die die Aufgabe haben, das Sinken des Bremsstromes unter einen
gewissen Betrag, den sogenannten Schaltstrom, zu verhüten. Die Spannungswächter
besitzen zweckmäßig eine Klinkenspule, eine Haltespule und eine Hebespule. Die letztere
wird vom Führer aus unter Spannung gesetzt, wenn die Bremsung wieder aufgehoben
werden soll. Zur Notbremsung selbst tritt sie also nicht in Tätigkeit. Die Haltespulen
sämtlicher Spannungswächter sind vorteilhaft parallel geschaltet und mit der Klemmspannung
oder Ankerspannung eines oder mehrerer Fahrmotoren in Verbindung. jeder Spannungswächter
schließt beim Auslösen zweckmäßig eine Widerstandsstufe kurz, wenn der Notbrernsstrom
unterhalb des Schaltstromes sinkt. Entsprechend der einzelnen Widerstandsstufen
ergibt sich dann für jeden Spannungswächter eine bestimmte Auslösespannung. Bevor
der erste Spannungswächter in Tätigkeit tritt, ist der gesamte Widerstand des Bremsstromkreises,
also sämtliche Widerstandsstufen, eingescbaltet. Die Auslösespannung des Spannungswächters
ergibt sich gemäß dein vorgesehenen Schaltstrom und dem jeweiligen Bremswiderstand.
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Abb. z zeigt den Bremsstrom der Fahrinotoren in Abhängigkeit von der
Geschwindigkeit bei den einzelnen Widerstandsstufen. Zu jeder Widerstandsstufe gehört
dann bei dein gewählten Schaltstrom eine bestimmte Spannung der Fahrmotoren.
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Nach Abb. r beträgt beispielsweise der Schaltstrom eines Fahrmotors
J Amp. Der Bremswiderstand, auf den die zwei Fahrinotoren parallel arbeiten, einschließlich
des Eigenwiderstandes der parallel geschalteten Motoren beträgt bei dem Ausführungsbeispiel
bei Einschaltung sämtlicher Stufen W., Ohm, bei Abschaltung der ersten Stufe W@
Ohm, bei Abschaltung der zweiten Stufe W3 Ohm und bei Abschaltung der dritten und
letzten Stufe, d.li. also bei vollkommen äußerem Kurzschluß, W4 Ohm. Die Haltespulen
der Spannungswächter liegen bei dem Ausführungsbeispiel an den Ankerspannungen beider
parallel geschalteter Fahrmotoren. Dementsprechend beträgt die Abfallspannung des
ersten Spannungswächters z J # IV, Volt, die des zweiten Spannungswächters 2 J #
W. Volt und die des dritten Spannungswächters J # 1T3 Volt. Die Wirkungsweise der
Anordnung ist entsprechend Abb. z folgende: Nach Herstellung der Bremsschaltung
ist zunächst der gesamte Widerstand in dein Bremsstromkreis eingeschaltet. Ist die
"Geschwindigkeit bei Eintreten der Notbremsung größer als I% 1 km[Std., so ist die
Spannung an den Haltespulen der Spannungswächter höher als die Abfallspannung des
ersten Spannungswächters, so daß auch die weitere Bremsung über den gesamten Bremswiderstand
erfolgt. Erst wenn die Geschwindigkeit des Zuges unter L'1 km/Std. gesunken ist,
fällt der erste Spannungswächter ab und betätigt dadurch sein Stufenschütz, das
die erste Widerstandsstufe kurzschließt. Es stellt sich dann sofort ein wesentlich
höherer Bremsstrom ein, wodurch die Spannung an den Fahrmotoren zunächst wieder
ansteigt. Der Spannungswächter kann dadurch wieder von der Haltespule beeinflußt
werden, doch ist dies belanglos, da das Stufenschütz die erste Widerstandsstufe
schon kurzgeschlossen hat und von der Lage der Spannungswächter jetzt unabhängig
ist. Der Zug wird weiter gebremst, bis eine Geschwindigkeit von etwa T2 km/Std.
erreicht ist, wodurch die Spannung an den Haltespulen der Spannungswächter bis auf
die Abfallspannung des zweiten Spannungswächters sinkt. jetzt fällt der zweite Spannungswächter
ab und schließt über sein Stufenschütz die zweite Widerstandsstufe kurz; dementsprechend
stellt sich ein höherer Bremsstrom ein. Die Geschwindigkeit wird bis auf V3 km[Std.
herab vermindert, wodurch die Spannung an den Haltespulen der Spannungswächter bis
auf die Abfallspannung des dritten Spannungswächters vermindert wird und der dritte
Spannungswächter abfällt und über sein Stufenschütz die dritte Widerstandsstufe
kurzschließt, wodurch sich der entsprechende Kurzschlußbremsstrom einstellt, der
den Zug nahezu zum Stillstand bringt.
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Da die Herstellung der Bremsschaltung immer eine gewisse Zeit verlangt,
muß man dafür Sorge tragen, daß die Spannungswächter erst nach vollständiger Herstellung
des Bremsstromkreises zur Auslösung gebracht werden können, wenn sich der entsprechende
Bremsstrom ausgebildet hat, um ein zu frühes Abfallen, der Spannungswächter zu verhindern.
Das geschieht am besten dadurch, daß man nicht unmittelbar nach Auslösen des Notrelais
die Klinkenspulen der Spannungswächter unter Spannung setzt, sondern mittelbar über
ein Zeitrelais.
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Bei eintretender Notbremsung würde bei einer entsprechend kleinen
Geschwindigkeit nicht bloß der erste Spännungswächter auslösen, sondern gleichzeitig
auch der zweite
oder dritte Spannungswächter, da infolge des zunächst
-vollen Widerstandes -die Spannung der Fahrmotoren schon unterhalb der Auslösespannung
der entsprechenden Spannungswächter liegt. Das würde natürlich ein sehr starkes,
ruckweises Bremsen zur Folge haben.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird .nach der Erfindung dafür Sorge
getragen, daß unter allen Umständen die Spannungswächter nacheinander in Tätigkeit
-gesetzt werden. Das kann man vorteilhaft dadurch erreichen, daß- man die Klinkenspule
des nächstfolgenden Spannungswächters erst dann über Hilfskontakte unter Spannung
setzt, wenn das vom vorhergehenden Spannungswächter beeinflußte Stufenschütz seine
Widerstandsstufe abgeschaltet hat.
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Die Abb. 2 und 3 zeigen. ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abb.
2 zeigt die Anordnung der Relais nach der Erfindung, und Abb. 3 zeigt eine Übersichtsschaltung
zweier Motorgruppen von je zwei Fahrmotoren eines Triebwagens. -Die folgenden Zahlen
beziehen sich auf Abb. 2, die folgenden Buchstaben auf Abb. 3. Das Notrelais 6 und
das Zeitrelais 43 liegen in Reihe an den Steuerleitungen 4 und 5, die vom vorderen
Triebwagen in bekannter Weise wie im Hauptpatent unter Spannung gesetzt werden.
Steht Notrelais und Zeitrelais unter Spannung, so sind die von ihnen beeinflußten
Kontakte 28 geschlossen und 34, 35 und 44 geöffnet. Im unerregten Zustand schließt
das Notrelais die Kontakte 34 und 35 und das Zeitrelais den Kontakt 44. Außerdem
wird der Kontakt 28 geöffnet. An dem Kontakt 28 ist- die -Auslösespule 281 der Fahrspannungschütze
a und b angeschlossen. An dem Kontakt 35 ist die Auslösespule 36 der Bremsschütze
c und c1 angeschlossen. An dem Kontakt 34 liegen über Hilfskontakte 37 und 38 die
Auslösespule 39 des Bremsumschalters und die Auslösespule 4o der Bremsschütze e
und f . Parallel zu den Auslösespulen 39 und 40 liegt über einen Hilfskontakt 41
die Auslösespule 42 des Erdschützes g. An dem Kontakt 44 des Zeitrelais 43 ist die
Klinkenspule 45 des Spannungswächters 50 angeschlossen. Parallel dazu liegen
über die Kontakte 47, 48 und 49 der drei Spannungswächter 50, 51 und 52 die Auslösespulen
53, 54 und 55 der Stufenschütze k und i, k und 1, m und ia der Bremswiderstände
r und w. Parallel zu der Klinkenspule 45 liegen .weiterhin über den Hilfskontakt
56 die Klinkenspule 57 des Spannungswächters 51 und über den Hilfskontakt 58 die
Klinkenspule 59 des Spannungswächters 52. Die drei Haltespulen 6o, 61 und 62 der
drei Spannungswächter sind parallel geschaltet und liegen an der Ankerspannung der
parallel geschalteten Fahrinotoren p, q, s, t. Die Hebespulen 70, 71,
72
dienen zur Aufhebung der Bremsung durch den Führer.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Werden z. B. durch Ziehen
eines Notbremszuggriffes die Steuerleitungen 4 und 5 unterbrochen, so werden das
Notrelais und das Zeitrelais spannungslos. Das Notrelais löst sofort aus, unterbricht
den Kontakt 28 und schließt die Kontakte 34 und 35, dadurch -vv erden die Fahrspannungsschütze
a und b
geöffnet und die Leitung zu den Motoren unterbrochen. Außerdem wird
die in jedem Triebwagen befindliche geeignete Spannungsquelle über den Kontakt 35
an die Auslösespule der Bremsschütze c und d gelegt, die dadurch ihre Kontakte schließen.
Nach Abfallen der Fahrspannungsschütze a und b werden die Hilfskontakte
37 und 38 geschlossen und dadurch auch die Auslösespule 39 des Bremsumschalters
und die Auslösespule 40 der Bremsschütze e und f von der Spannungsquelle gespeist.
Der Bremsumschalter wird umgeschaltet, und die Schütze e und f schließen ihre Kontakte.
Nach Abschaltung des Bremsumschalters wird der Hilfskontakt 41 geschlossen und dadurch
die Auslösespule des Erdschützes g unter Spannung gesetzt, wodurch das Erdschütz
seine Kontakte schließt. Die Bremsschaltung ist jetzt vollkommen hergestellt, und
zwar arbeiten die vier Fahrmotoren p, q, s, t parallel auf die beiden Bremsstromkreise
r und zu, deren sämtliche Widerstandsstufen eingeschaltet sind. Nachdem die Fahrmotoren
sich voll erregt haben, wird nach einer bestimmten Zeit das Zeitrelais 43 seinen
Kontakt 44 schließen. Dadurch wird die in jedem Wagen befindliche Spannungsquelle
an die Klinkenspule 45 des ersten Spannungswächters gelegt. Die Klinkenspule löst
aus, und der erste Spannungswächter wird jetzt lediglich noch durch die an seiner
Haltespule auftretende Fahrmotorenspannung gehalten. Sinkt diese Spannung unter
den bestimmten Betrag, so löst der Spannungswächter 5o aus und schließt seinen Kontakt
47. Dadurch wird an die Auslösespule 53 der Stufenschütze h und i
Spannung
gelegt, die ihren Kontakt schließen und dadurch eine Widerstandsstufekurzschalten.
Infolgedessen wächst der Bremsstrom, und die Spannung an den Fahrmotoren steigt
wieder. Die Stufenschütze h und i werden davon aber nicht berührt
und bleiben demnach geschlossen. Nach Einschalten der Schütze la und i wird der
Hilfskontakt 56 geschlossen und dadurch die Klinkenspule 57 des zweiten Spannungswächters
unter Spannung gesetzt, die infolgedessen zur Auslösung kommt. Der zweite Spannungswächter
wird
jetzt nur noch von seiner Haltespule gehalten, und bei Sinken
der Spannung unter den bestimmten Betrag löst auch der zweite Spannungswächter 51
aus und schließt seinen Kontakt 48, wodurch die Auslösespule 54 der Schütze k und
l an Spannung gelegt wird. Die Schütze k und Z schließen dadurch ihre Widerstandsstufen
kurz. Außerdem wird nach Einschalten der Schütze k und Z der Hilfskontakt 58 geschlossen
und dadurch die Klinkenspule 59 an Spannung gelegt. Die Klinke löst den Spannungswächter
52 aus, der jetzt nur noch von seiner Haltespule 62 gehalten wird. Beim Sinken der
Spannung unter den bestimmten Betrag löst auch der dritte Spannungswächter 52 aus
und schließt seinen Kontakt 49. Dadurch wird die Auslösespule der Schütze in und
it an Spannung gelegt und die letzte Widerstandsstufe infolgedessen kurzgeschlossen.
Alle vier Fahrmotoren sind jetzt demnach vollkommen kurzgeschlossen, wodurch die
stärkste Bremsung erreicht ist.
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Die Auslösespannung der einzelnen Spannungswächter wird man zur Anpassung
an die Motorcharakteristik vorteilhaft mit bekannten Mitteln einstellbar machen.