-
Steuereinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge Um günstige
Anfahrverhältnisse bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zu erzielen, hat man
vielfach selbsttätige bzw. halbselbsttätige Schaltwerke verwendet, bei denen der
Anfahrvorgang in Abhängigkeit von einem Stromwächter überwacht wird. Infolge der
genauen Arbeitsweise derartiger Steuerungen kann das Anfahrmoment weitgehend der
Reibungsgrenze angepaßt werden, ohne daß eine übermäßig große Schaltstufenzahl erforderlich
ist. Es ist auch bekannt, mit Hilfe eines einzigen Schaltwerkes die Fahrzeugmotoren
selbsttätig beim Anfahren und bei der Bremsung zu regeln. Derartige Steuerungen
eignen sich für Straßenfahrzeuge, wie Oberleitungsomnibusse und Straßenbahnen, unter
Umständen deswegen nur wenig, weil es Schwierigkeiten bereitet, die Bremsregelung
so vollständig den Betriebsbedingungen anzupassen, wie dies bei handbetätigter Bremsregelung
der Fall ist. Es sind Steuerungen für Straßenbahnen und Oberleitungsomnibusse bekanntgeworden,
bei denen für die Regelung beim Fahr- und Bremsbetrieb ein und dasselbe feinstufige
Widerstandsregelschaltwerh Anwendung findet. Vorzugsweise findet dabei als Feinregler
ein Widerstandskollektorschalter Anwendung. Es erweist sich nun, daß derartige Feinstufensteuerungen,
bei denen ein und dasselbe Widerstandsfeinregelgerät sowohl für den Fahrbetrieb
wie für den Bremsbetrieb Anwendung findet, sowohl hinsichtlich der gesamten Ausbildung
der Schaltausrüstung wie hinsichtlich der Betriebsbedingungen erhebliche Nachteile
aufweisen, die den scheinbaren Vorteil der Vereinfachung der Steuerung durch Anwendung
ein und desselben Feinregelgerätes völlig aufheben. Ein wesentlicher Nachteil der
Benutzung derartiger Feinregelschalter, wie Kollektorschalter o. .d'-I., beim Fahrbetrieb
besteht darin, daß infolge des Stehenbleibens der beweglichen Schaltkontakte in
heliebigen Stellungen die Kontaktfläche des Kollektors verhältnismäßig hoch beansprucht
wird, was in der Regel zu einer Vergrößerung
der Abmessungen des
Kollektors zwingt. Ein weiterer Nachteil derartiger Steuerungen best?ht darin, daß
es unmöglich ist, bei den verschiedenen Gruppierungen bzw. Betriebsarten jeweils
den richtigen Widerstandswert ohne weiteres zu erzielen. Bekanntlich müssen beim
Bremsbetrieb der Widerstand und die Stufenzahl nicht unbeträchtlich größer sein
als beim Fahrbetrieb. Auch bei Reihenschaltung der Motoren ist es erwünscht, mit
einem größeren Widerstandswert zu arbeiten als bei Parallelschaltung der Motoren.
Verwendet man nun einen einzigen Widerstandskollektorregler sowohl für die Regelung
beim Bremsbetrieb wie beim Fahrbetrieb, so ergibt sich, daß der mehrfach benutzte
Widerstandsregler keineswegs ohne weiteres bei den verschiedenen Gruppierungen und
Betriebsarten mit einem solchen Widerstawlswert wirksam gemacht werden kann, wie
dies für die günstigsten Regelungsverhältnisse enviinscht ist. Es wird beispielsweise
mit Rücksicht auf den Bremsbetrieb erforderlich, beim Fahrbetrieb eine größere Stufenzahl
durchzuschalten, als es an sich erforderlich ist, bevor ein ausreichendes Drehmoment
beim Anfahren erreicht werden kann. Infolge dieser Unis t. iind' e ergibt t' sich
bei der Anfahrt bzw. Beschleunigung der 1-Iotoren ein beträchtlicher Zeitverlust.
-
Weiter besteht ein _ achteil derartiger Steuerungen darin, daß bei
den verschiedenen Gruppierungen (Reihenschaltung, Parallelschaltung) und Betriebsarten
(Fahrbetrieb. Bremsbetrieb) mechanische und elektrische Umschaltungen erforderlich
sind, wobei sich dann besondere Schwierigkeiten ergeben, wenn eine Hand- oder Fußhebelsteuerung
angewendet ist wie bei Oberleitungsomnibussen. bei der der eine Hebel als Breinsheb.el
Anwendung findet, während der andere Hebel als Fahrhebel dient. Es ergibt sich zwangläufig,
daß in diesem Falle die Kupplung ein und desselben Widerstandsfeinregelgerä tes
mit dem Fußhebeln in Verbindung mit der. für die elektrischen Stromkreise erforderlichen
Umschaltern wesentliche Verwicklungen der gesamten Ausbildung der Steuerung bedingt.
-
Es ist zwar bekanntgeworden, derartige Steuerungen mit einem @Vi:derstaridsfeinregier
zu versehen, welcher je einen getrennten Bürsten- bzw. Kontaktsatz für den Fahrbetrieb
und für den Breinsbetriel) aufweist. Bei derartigen Steuerungen kann das Fahrsteuerorgan
mit den Fahrbürsten uti _I (las Bremssteuerorgan mit den Bremsbürsten : -kuppelt
sein. Aber auch eine derartig. Anordnung gestattet nicht die Verni@idung '--r obenerwähnten
-Nachteile. Abgesehen hat sie wieder den weiteren \achteil zur Folie, daß der Kollektor
größere Abinessungen erhält, weil die vorhandenen Bürsten nebeneinander vorteibewegt
werden müssen.
-
Gegenstand der Erfindung ist nun eine wesentlich vorteilhaftere Steuereinrichtung
für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Hand- oder Fußbetätigung beim Fahr- ttnd
Bremsbetrieb und mit unmittelbarer Betätigung der zum Ein- bzw. Ausschalten der
Widerstände dienenden Schalter, die sich #ladurch auszeichnet, daß für den Bremsbetrieb
ein Feinregelschalter (Kollektorschalter o. dgl.) und für den Fahrbetrieb ein davon
unabhängiger vielstufiger Nockenfahrschalter vorgesehen ist, die je mit einem Steuerhebel
(Fußhebel oder Handhebel) v erbunIen siw1. Unter Feinregelschaltern sind hierbei
Schalt-- eri iite zu verstehen, die eine so hohe Stufenzahl aufweisen, daß sich
eine praktisch stufenlose Regelung ergibt. Unter Vielstufenschaltern sind Nockenfahrschalter
zu verstehen, bei denen etwa 15 bis 30 Schaltstufen beim Fahr- bzw. Bremsbetrieb
vorhanden sind.
-
Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Schalterzahl
des für den Fahrbetrieb vorhandenen Schalters, der insbesondere als -Nockenfahrschalter
ausgebildet ist, dadurch verringert werden, daß eine Kombinationsschaltung angewendet
wird, bei der verschiedene Regelwiderstände in verschiedener Kombination, z. B.
zunächst in Reihenschaltung und daran anschließend in Reihenparallelschaltung, durchgeschaltet
werden.
-
Erfindungsgemäß ist der gesamten Schaltungsanordnung nur ein Satz
Rügelwiders ti 'inde zugeordnet, an deren Anzapfungcu einerseits die Lamellen des
feinstufigen Bremsschalters, andererseits die Schaltkontakte des Nock enfahrschalters
angeschlossen sind. Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn die Anschlußleitungen
des Fahrschalters an Widerstandsanzapfungen angeschlossen «-erden, die auch an dem
für Bremsbetrieb vorhandenen `Viderstandskollektorschalter angeschlossen sind. Es
kann hierdurch erreicht werden, daß für den Fahrbetrieb keinerlei zusätzliche Widerstandsanzapfungen
erforderlich sind.
-
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden.
-
Fig. i zeigt das Schema einer erfiiirlungsgemä El ausgebildeten Steuerung.
die 1>eipic@sweise für O'berleitungsoinnii,usse oder Straßenbahnen Anwendung finden
kann. In 'liesein Schaltbilde bedeutet i den Fahrschalter. der als \ocken.fahrschalter
ausgebaciet ist. Der Fahrschalter kann dabei
durch. einen -Hand-
oder Fußhebel 2 angetrieben werden. 3 bedeutet den Bremshebel, der über den Wellenteil
4 einen Widerstandsfeinregler 5 antreibt. In Abhängigkeit von der Bewegung der Welle.
kann der Fahrbrems'w ender 6 betätigt werden. Der Fahrbremswender befindet sich
dann, wenn der Bremshebel in der Nullstellung steht, in der mit F bezeichneten Stellung
Fahrt.
-
Durch die Kontakte des Fahrbremswenders wird in diesem Fall die Fahrschaltung
vorbereitet. Sobald der Fahrschalter i bei Stellung des Fahrbremswenders in der
Stel-_ Jung Fahrt betätigt wird, laufen die Motoren, so daß sie das Fahrzeug im
Sinne der gewünschten Bewegungsrichtung antreiben. 7 bedeutet eine Fahrtrichtungswalze,
mittels deren je nach der gewünschten Fahrtrichtung eine Umkehr der Motordrehrichtung
herbeigeführt werden kann. Der von dem Fußhebel 3 angetriebene Widerstandsfeinregler
5 ist als Kollektorschalter mit einer sehr großen Stufenzahl ausgeführt. Diese Ausbildung
des Bremsschalters ermöglicht eine äußerst schnelle, stoßfreie Regelung der Motoren
bei der Bremsung. Der Bremsvorgang spielt sich nun so ab, daß durch Betätigung des
Fußhebels 3 zunächst der Fahrbrem:swender 6 in die mit Bi- bezeichnete Stellung
Bremsen gelegt wird. Hierdurch werden die Motoren ohne Rücksicht darauf, in welcher
Stellung sich .die Fahrschaltwalze zuvor befand, umgruppiert, so ,daß sie in einer
Bremsschaltung arbeiten. Es sind zwei voneinander unabhängige Bre.msstrornkreise
vorgesehen. Je einer der Teile 5" ibzw. 5L des Widerstandsfeinreglers 5 ist in einem
der Bremsstromkreise eingeschaltet.
-
Der Fahrschalter i ist in der sonst bei Straßenbahnen o. dgl. üblichen
Weise als band- oder fußbetätigter Nockenfahrschalter ausgebildet. Um die Schalterzahl
klein zu halten, ist beispielsweise eine Kombinationsschaltung vorgesehen. Bei der
gewählten Schaltung werden beim Fahrbetrieb, wenn sich also' der Fahrbremswender
in der Stellung Fahrt befindet, zunächst in der Regelstufe i zwei Teile des dem
Kollektorschalter zugeordneten Widerstandes in Reihe geschaltet. Auf ,den folgenden
Regelstufen :2 bis 6 wird der eine der beiden Widerstandsteile stufenweise kurzgeschlossen.
Im Anschluß hieran werden die beiden Widerstandsteile einander parallel geschaltet
(Übergangsschaltstellung). Auf den folgenden- Schaltstellungen 7 bis 12 wird der
eine regelbare Widerstandsteil durch Betätigung der bereits bei der Reihenschaltung
der Widerstandsteile zur Regelung verwendeten Schütze B2 bis B;, erneut kurzgeschlossen,
womit sich gleichzeitig eine Überbrückung des zweiten parallelen Widerstandszweiges
ergibt. Danach erfolgt die Umgruppierung der Motoren. Die Reihenschaltung wird durch
die Parallelschaltung ersetzt. Für die Unischaltung ist eine Brückenschaltung verwendet.
Nach Herstellung der Parallelschaltung der Widerstandsteile wird .durch stufenweise
Überbrückung des einen der beiden Widerstandsteile der gesamte Widerstand allmählich
ausgeschaltet. Die Fig.2 bis 6 geben einzelne Schaltphasen bei der Fahrtregelung
wieder. Fig.2 bezieht sich auf die Reihenschaltung der Motoren bei Reihenschaltung
der beiden Widerstandsteile. Fig. 3 stellt eine Übergangsschaltung dar, bei der
von der Reihenschaltung der-Widerstandsteile auf die Parallelschaltung der Widerstandsteile
übergegangen wird. Fig. 4 zeigt im Schema bei Reihenschaltung der Motoren deren
Regelung durch Parallelschaltung der Widerstandsteile, von denen der eine stufenweise
kurzgeschlossen wird. Fig.5 gibt die Brückenschaltung, die beim Übergang von der
Reihen- auf die Parallelschaltung der Motoren angewendet wird, wieder. Fig. 6 schließlich
zeigt die Parallelschaltung der Motoren und Regelung derselben durch Parallelschaltung
der beiden Widerstandsteile. Der eine der Widerstandsteile wird .dabei zum Zwecke
der Regelung wieder stufenweise überbrückt.
-
Wie aus den Fig. 2 bis 6 hervorgeht, sind beim Fahrbetrieb die Anschlüsse
der Motoren .bzw. Schalter an .den dem Widerstandskollektorschalter zugeordneten
Teilwiderständen derart gewählt, daß die Widerstände nur teilweise in den Stromkreis
eingeschaltet werden. Es kann hierdurch mühelos erreicht werden, daß bei der Fahrschaltung
die vorgeschalteten Widerstände keinen zu großen Wert haben, viehnehr gerade so
bemessen sind, daß sich ein günstiges Drehmoment beim Fahrbetrieb ergibt. Die beim
Bremsbetrieb zusätzlich erforderlichen Widerstandsteile sind dabei unwirksam. Fig.
; zeigt schließlich schematisch die Bremsschaltung, bei :der je einer -der beiden
Widerstandsteile in einem der voneinander unabhängigen Kurzschlußbremsstromkreise
der Motoren eingeschaltet ist und durch den Kollektor geregelt wird.
-
Die einzelnen Schaltvorrichtungen, die Fahrwalze, Bremswalze und Fahrtrichtungsschaltwalze
sind in geeigneter Weise gegeneinander verriegelt. Die Verriegelung zwischen der
Fahrtrichtungsschaltwalze 7 und der Fahrwalze i und der Bremswalze d. ist derart
getroffen, daß die Fahrtrichtungswalze 7 nur dann gedreht werden kann, wenn sich
die Fahrwalze und die Bremswalze
in der lullstelluncr befinden.
Weiter ist eine Verriegelung vorgesehen, welche eine Betätigung der Fahrwalze i
und des Brenisregelschalters 5 nur dann gestattet, wenn die Fahrtrichtungswalze
in die Vorwärtsstellung L' oder die Rückwärtsstellung R bewegt ist. Der Bremshebel
3 und damit der Fahrbremswender 6 und der Bremsregelschalter 5 können jederzeit
unabhängig von dem Fahrschalter i betätigt werden, und zwar auch dann, wenn sich
die Fahrschaltwalze i in einer der Fahrstellungen befindet. Umgekehrt ist zwischen
dem Fahrschalter i und der von dem Bremshebel angetriebenen Bremswalze eine derartige
Verriegelung eingeschaltet, daß der Fahrschalter i nicht betätigt werden kann, wenn
der Bremshebel in eine Bremsstellung bewegt ist.
-
Die Anwendung eines vielstufigen Nockenfahrschalters für den Fahrbetrieb
hat den Vorteil zur Folge, daß eine Dauereinschaltung oder längere Einschaltung
beliebiger Schaltstufen möglich ist. Weiter hat die %,nwenclung eines vielstufigen
Nockenfahrschalters mit Kombinationsschaltung der Widerstände für den Fahrbetrieb
den Vorteil zur Folge, daß auch bei Anwendung einer Reihenparallelschaltung nur
kleine Schaltkräfte für die Betätigung des Fahrschalters erforderlich sind. Schließlich
kann durch die Amvendung eines Nockenfahrschalters für den Fahrbetrieb vermieden
«-erden, #.laß verwickelte mechanische und elektrische Umschaltungen erforderlich
sind, wie dies dann der Fall ist, wenn ein und derselbe Kollektorschalter für die
Bremsregelung und die Fahrtregelung mit Reihenparallelschaltung der -Motoren Anwendung
finden soll. Andererseits gestattet der Kollektorsebalter eine sehr feinstufige
Bremsregelung. Mit Rücksicht darauf, daß die Stufen in der Regel schnell durchgeregelt
werden, kann der Kollektorschalter finit kleinen Abmessungen ausgeführt werden.
-
Die Betätigung des Falirbreinswenders kann in einfacher Weise durch
Nocken auf der zum Antrieb des Bremsregelschalters dienenden Welle erreicht werden.
Zweckmäßigerweise wird durch diese Nocken eine weitere Schaltwelle gesteuert, durch
welche die Fahrbremswenderschütze in die eine oder andere Stellung bewegt werden.
-
Das Entstehen von elektrischen Störungen bei Einschaltung für den
Fahrbetrieb oder bei Einleitung der Bremsung wird durch den Fahrbremswender verhindert.
-
In Einzelheiten kann die beschriebene Anordnung selbstverständlich
abgeändert werden. Beispielsweise kann an Stelle der beschriebenen Kombinationsschaltung
eine andere der bekannten Vielstufenschaltungen beim Fahrschalter angewendet werden.