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Handbetätigte Fahrschaltersteuerung für elektrische Lokomotiven Die
Erfindung bezieht sich auf eine handbetätigte Steuereinrichtung für elektrische
Lokomotiven mit zwei Führerständen, bei der zur Fahrsteuerung und zur Bremssteuerung
je ein besonderes Schaltwerk vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Ausbildung
der Steuerstände und damit der gesamten Steuereinrichtung derartiger Lokomotiven
unter Anwendung von nur je einem Steuerorgan auf jedem der Führerstände zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird die Steuerung derart ausgebildet, daß von der
Welle des um einen Winkel von mehr als 36o° drehbaren gemeinsamen Betätigungsorganes
(Handrad) der Antrieb einer Steuerscheibe abgeleitet ist, welche Einrichtungen steuert,
die ihrerseits je eine Kupplung für den Antrieb des Fahrschaltwerkes oder des Bremsschaltwerkes
wechselweise freigeben oder wechselweise verriegeln. Eine besonders vorteilhafte
Ausbildung der Steuerung kann dadurch erreicht werden, daß die zur Steuerung der
Kupplung dienende Steuerscheibe gleichzeitig als Stufenanzeigevorrichtung ausgebildet
ist.
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Eine weitere Vervollkommnung der Steuerung ist dadurch möglich, daß
als Kupplungseinrichtung ein Differentialgetriebe vorgesehen wird, dessen erster
Teil mit dem Steuerorgan, dessen zweiter Teil mit dem Fahrschaltwerk und dessen
dritter Teil mit der Bremswalze gekuppelt wird. Durch einfache Betätigung von Verriegelungshebeln
kann bei Anwendung eines Differentialgetriebes erreicht werden, da.ß entweder das
Fahrschaltwerk oder das Bremsschaltwerk
bei Betätigung des Bedienungsorgans
der Steuerung angetrieben werden.
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Die Erfindung ermöglicht eine äußerst einfache betriebssichere Ausbildung
der Antriebseinrichtung für die Fahrschalter voll elektrisch angetriebenen Lokomotiven,
die sowohl ein Fahrschaltwerk als auch ein besonderes Bremsschaltwerk aufweisen.
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Bemerkt sei, daß an sich bereits Steuereinrichtungen mit zwei Walzen
für andere Zwecke bekanntgeworden sind, bei denen die beiden Walzen zeitlich nacheinander
von dem Betätigungsorgan angetrieben werden. Es handelt sich hierbei um Stufenschaltwerksteuerungen,
bei denen zwecks Herabsetzung der Abmessungen an Stelle einer großen Stufenschaltwalze
für den Fahrbetrieb zwei gleich ausgebildete kleinere Schältwalzen vorhanden sind.
Jede dieser beiden Walzen dient zum Schalten einer bestimmten Anzahl von Schaltstufen.
Der Antrieb erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung -durch ein und dasselbe Zahnsegment,
das zunächst mit dein Antriebsrad der einen Walze und danach mit dem Antriebsrad
der anderen Walze in Eingriff gelangt. Ein grundsätzlicher -Nachteil dieser bekannten-
Einrichtung besteht darin, daß ein zwangsläufiger Zusammenhang zwischen den Kupplungs-
und Verriegelungsvorgängen wie beim Erfindungsgegenstand fehlt. Dadurch, daß bei
der bekannten Einrichtung das antreibende Zahnsegment mit verschiedenen Zahnrädern
abwechselnd in Eingriff und außer Eingriff gebracht wird, ergeben sich weiter bei
der baulichen Ausbildung . dieser bekannten Einrichtung erhebliche Schwierigkeiten.
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Bei einem ähnlichen, in zwei Schaltwalzen aufgelösten Stufenschaltwerk
für den Falirbetrieb hat man auch bereits gesteuerte Kupplungen vorgesehen, durch
die die beiden Stufenschaltwalzen mit dem -Bedienungsorgan gekuppelt werden. Die
Kupplungen werden mit Hilfe von Federn und Druckluftzylindern umgeschaltet, " die
elektrisch gesteuert werden. Die Anwendung eines zusätzlichen Kraftantriebes bedingt
bei dieser bekannten Einrichtung eine erhebliche Verwicklung der gesamten Steuereinrichtung
und damit Beeinträchtigung der Betriebssicherheit. Mit Rücksicht auf die erwähnten
Mängel eignen sich Steuereinrichtungen, die ähnlich den vorerwähnten bekannten Stufenschaltwerksteuerungen
für den Fahrbetrieb ausgebildet sind, wenig für die kombinierten Fahr-Brems-Steuerungen
für Fahrzeuge. Durch die Erfindung werden ohne weiteres die -Nachteile der bekanntgewordenen
Anordnung dadurch vermieden, daß durch die abhängig von dein Antriebsorgan der Steuerung
in Bewegung gesetzte Steuerscheibe zwangsläufig Kupplungsvorgänge herbeigeführt
werden, die entweder das Fahrschaltwerk oder das Bremsschaltwerk mit dem Antriebsorgan
der Steuerung in Verbindung setzen. Hierbei ergibt sich eine wesentlich höhere Betriebssicherheit,
die gerade mit Rücksicht auf die Notwendigkeit, daß jederzeit die Bremsfähigkeit
des Fahrzeuges sichergestellt sein muß, von größter Bedeutung ist.
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Iin folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert werden, das in Fig. i der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
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I bedeutet in der Zeichnung den einen Fahrschalter der Lokomotive,
dessen Einzelheiten schematisch angedeutet sind, II ist der andere Fahrschalter,
bei dem zur Vereinfachtin; Einzelheiten weggelassen sind. In einem beliebigen Teil
der Lokomotive, beispielsweise der Mitte, ist das Nockenschaltwerk :1 ", welches
zur Regelung der den Motoren zugeführten Spannung dient, angeordnet. Das \ ockenschaltwerk
1" ist durch Kraftübertragungsmittel io sowie Verbindungswellen i i tllit den Fahrschaltern
I und Il verbunden. jeder Fahrschalter weist zunächst eine Fahrtrichtungsschaltwalze
1a auf, die zur Einstellung der Fahrtrichtung der Lokomotive dient. Ferner ist zur
Betätigung der Steuerung ein Steuerorgan 13 bei jedem Fahrschalter vorgesehen, das
von Hand angetrieben wird. Vorzugsweise ist das Steuerorgan 13 als Handrad ausgebildet.
Das Steuerorgan 13 stellt Übeleine ausrückbare Klauenkupplung 14 mit einer Antriebswelle
15 in Verbindung. Die Steuerung der Kupplung 14 erfolgt durch einen Verriegelungsliebel
16, der an seinem der Kupplung gegenüberliegenden Ende mit einer Rolle 17 all dem
Sperrscheibenteil 18 der Richtungsschaltwalze 12 angreift. Befindet sich die Falirtrichtungsschaltwalze
in der \ ullstellung, so kann die Rolle 17 in eine Nut der Sperrscheibe 18 einfallen.
Dabei wird durch die Kraft der Feder ig die Kupplung zwischen dem Handrad 13 und
der Atitriebswelle 15 ausgerückt. Wird dagegen die Fahrtrichtungsschaltwalze in
die eine der Fahrstellungen »Vorwärts« oder »Rückwärts« gebracht, so wird die Kupplung
14 derart umgesteuert, daß die Welle 15 durch das Handrad 13 angetrieben werden
kann. Gleichzeitig mit der Steuerung der Kupplung wird ein Verriegelungshebel 2o
gesteuert, der zur Verriegelung der Bremswalze 21 dient und in eine -Nut der mit
der Bremswalze 21 verbundenen Sperrscheibe :22 eingreifen kann. Bei Bewegung der
Fahrtrichtungssclialtw2tlze wird die Verriegelung der Bremswalze aufgehoben.
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Die mit dem Handrad 13 kuppelbare Welle 15 ist zunächst über die Zahnrädet`_3,
2d., 21
und .26 mit der Welle des Schaltstufenanzeigers 27 verbunden.
Die Kupplung des Schaltstufenanzeigers mit der Welle 15 ist eine starre, -so daß
der Schaltstufenanzeiger um genau den gleichen Winkel bewegt wird, um den die Welle
15 von dem Steuerrad 13 angetrieben wird. Der Schaltstufenanzeiger ist mit einer
zusätzlichen Sperrscheibe verbunden, die einen Verriegelungshebel 28 für die Richtungswalze
12 steuert. Sobald durch Drehen des Handrades 13 das Schaltwerk bewegt wird und
sich der Schaltstufenanzeiger aus der -Nullstellung bewegt, wird durch die Sperrscheibe
des Sc'haltstufenanzeigers 27 der Verriegelungshebel28 derart betätigt, daß er in"
die Nuten 29 der an der Richtungswalze vorhandenen Sperrscheibe 30 eingreifen
kann. Die Richtungswalze kann daher, sobald das Handrad aus der Nullstellung gebracht
ist, aus der Betriebsstellung, in der sie sich gerade befindet, nicht mehr bewegt
werden. Mit der Welle 3r der Fahrstufenanzeigevorrichtung ist außerdem noch eine
weitere Nockenschefbe 32 gekuppelt, deren Bedeutung später erläutert werden soll.
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Die mit denn Händrad 13 kuppelbare Welle 15 ist außer mit dem Zahnrad
23 noch mit dem Differentialgetriebe 35 verbunden. Der erste Teil dieses Differentialgetriebes,
das Kegelrad 36, sitzt auf der Welle z5. Dieses Kegelrad steht init den beiden Planetenrädern
37 in Eingriff. Die drehbare Welle 38 des Planetenräderpaares 37 ist durch die Stirnräder
39 und 40 mit der Bremswalze 2 1 verbunden. Außerdem stehen die Planetenräder 37
noch mit dem dritten Teil des Planetengetriebes, dem Sonnenrad 42, in Eingriff.
Das Sonnenrad 42 weist einen weiteren Zahnkranz 43 auf, der z. B. durch die Kette
44 und das Zahnrad 45 mit den Getriebewellen z r verbunden ist, die durchGetriebeelementewiederum
mit dem Noekenschaltwerk und dem anderen Fahrschalter II verbunden sind. Außerdem
ist mit dem Getrieberad 42 noch, eine Sperrscheibe .46 verbunden. Auf der Welle
38 des zweiten Teiles des Differentialgetriebes sitzt eine weitere Sperrscheibe
47. An den Sperrscheiben-46 oder 47 können nun der zweite bzw. - dritte Teil des
Differentialgetriebes durch die Sperrklinke 48 festgehalten werden. Diese Sperrklinke
wird durch die vorerw=ähnte Lockenscheibe 32 der Stufenaiiseigev orrichfürig betätigt.
Erwähnenswert ist nöch, daß sowöhl die Bremswalze 21 wie das N ockenschaltwerk
N mit Rastenscheiben versehen sind, an denen die federnden Sperrl:linhett 5o bz1v.
5 1 angreifen. In den Endstellungen weisen die Rastenscheiben derartige Vorsprünge
auf, daß die Walzen nicht über die Endstellungen hinaus bewegt werden können, --
'. - : --Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerung ist nun folgende: Wird beim
Fallren (F) das Handrad im Sinne einer Rechtsdrehung bewegt, so legt sich die Bremswalze
in ihrer Nullstellung gegen einen Anschlag. Die Welle 38 des Differential- oder
Planetengetriebes wird festgehalten. Dies hat zur Folge, daß bei Drehung des Handrades
13 und des damit gekuppelten Rades 36 das Getrieberad 42 angetrieben wird; da mit
diesem der Zahnkranz 43 gekuppelt ist, kann über die Kette 44, das Zahnrad 45, die
Wellenteile z r das Nockenschaltwerk N angetrieben werden. Gleichzeitig wird aber
mit der Welle 15 über die Zahnräder 23, 24, 25, 26 die Stufenanzeigevorrichtung
aus der Nullstellung in die zugehörigen. Fahrstufen bewegt. Dies hat zur Folge,
daß durch die Noclzenscheibe 32 der Verriegelungshebel 48 in einem solchen Sinne
betätigt wird, daß der Sperrhebel 48 in die Sperrscheibe 47, welche auf der Welle
38 sitzt, eingreift. Auch auf dem anderen Führerstande ist die Bremswalze bei Benutzung
des Fahrschalters-I in der Nullstellung verriegelt. Die Richtungswalze des Fahrschalters
1I ist in der Nullstellung festgestellt, während in dem Fahrschalter I, wie bereits
erwähnt, die Richtungswalze in der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrstellung verriegelt
ist. Das Handrad kann so lange im Rechtssinne gedreht werden, bis die höchste Fahrstufe
erreicht ist und das Nockenschaltwerk sich gegen seinen Anschlag anlegt. Einer halben
Umdrehung des Handrades entspricht eine Fahrstufe. Beim Zurückdrehen des Handrades
bleiben beide Richtungs- und Bremswalzen so lange festgestellt, bis die Nullstellung
erreicht ist. Beim Bremsen wird das Handrad im Linkssinne gedreht. Dabei läuft ein
Anschlag der Rastenscheibe des Nockenschaltwerkes in der Nullstellung derart gegen
den Sperrhebel 51, daß eine Weiterdrehung des L\ocltenschaltwerkes unmöglich ist.
Infolgedessen wird der Zahnkranz 43 und damit das Zahnrad 42 festgehalten. Nunmehr
wird bei Drehung der Welle 15 und des Zahnrades 36 durch das Handrad 13 die Welle
38 des Differentialgetriebes angetrieben. Diese- versetzt über die Zahnräder 39
und 4o die Bremswalze in Dre-- hung. Gleichzeitig bewegt sich der Stufenanzeiger
auf die Bremsstufen. Die mit dem Stufenanzeiger verbundene Nockenscheibe 32 betätigt
in diesem Falle den Verriegelungshebe148 derart, daß der Verriegelungshebel in die
Sperrscheibe 46 eingreift, welche mit dem Zahnrad 42 gekuppelt ist. Infolgedessen
wird das Nockenschaltwerk in der Nullstellung verriegelt. Außerdem wird auch beim
Bremsbetrieb die Richtungswalze durch den Sperrhebel 28 verriegelt, der von
der Sperrscheibe des Schaltstufenanzeigers 27 betätigt
wird. Beim
Zurückdrehen des Handrades wird das Nockenschaltwerk und die Richtungswalze so lange
festgestellt, bis der Stufenanzeiger wieder die Nullstellung erreicht.
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Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine andere vereinfachte Ausführungsform.
Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß nur eine einzige Bremswalze
vorhanden ist. Die gesamte Ausrüstung ist infolgedessen vereinfacht. Für die Kupplung
der Bremswalze mit dem Antrieb ist ebenfalls lediglich eine einzige Kupplungsvorrichtung
erforderlich.
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Der Fahrschalter 1 weist bei dieser Anordnung lediglich die Richtungswalze
6o, das Handrad 61 und den Fahrstufenanzeiger 62 auf. Der Fahrstufenanzeiger steuert
wieder eine Verriegelungseinrichtung 63 für die Fahrtrichtungsschaltwalze. Das Handrad
61 ist über eine Kupplungseinrichtung 65 nur dann mit der Welle 66 und dem Fahrstufenanzeiger
62 gekuppelt, wenn sich die Fahrtrichtungsschaltwalze in der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrstellung
befindet. Zur Steuerung der Kupplung 65 ist ein Steuerhebel 67 vorgesehen, der von
einer Steuerscheibe des Fahrtrichtungsschalters betätigt wird. Die Welle 66 ist
über einen Kettentrieb 68 mit den Verbindungswellen 69 gekuppelt. Mit den Wellen
69 ist sowohl der zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellte Fahrschalter
II wie das Nockenschaltwerk N und die Bremswalze gekuppelt.
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Die Verbindungswellen 69 sind zunächst über ein Getriebe, z. B. einen
Kettentrieb 70, mit der Welle 71 gekuppelt, Die Welle 71 ist einerseits über die
Zahnräder 72, 73 mit der Blockierungsnockenscheibe 93 verbunden, welche zur Steuerung
der Kupplungseinrichtung bzw. des an Stelle einer Kupplung verivendeten Planetengetriebes
dient. Andererseits ist die Welle 71 mit dem ersten Teil 74 des Differentialgetriebes
verbunden. Die drehbare Welle 75 des Differentialgetriebes ist mit den den drehbaren
zweiten Teil bildenden Planetenrädern 76 verbunden. Die Welle 75 treibt über ein
Kegelräderpaar 78 die @Breinswalze 79 an. Das den dritten Teil des Planetengetriebes
bildende Zahnrad So ist durch eine Hohlwelle 81 mit dem Triebrad 82 und der Sperrscheibe
83 verbunden. Das Triebrad 82 treibt über ein Zahnrad, Zwischenwelle 8-., die Zahnräder
85, 86, die Triebstockscheibe 87 für den Malteserkreuzantrieb 88 der Nockenwalze
89 an. Außerdem ist mit der Welle 84 noch ein Feinregler 9o verbunden. Auf der Welle
75 ist noch eine Sperrscheibe 9i vorhanden, die es ermöglicht, den zweiten Teil
des Differentialgetriebes festzuhalten. Durch die Blockierungsnockenscheibe 93,
die entsprechend der Bewegung des Handrades 61 angetrieben wird, wird nun je nachdem,
ob das Steuerorgan in die Fahr-oder Bremsstellungen bewegt wird, der Blokkierungshebe192
derart umgesteuert, daß er entweder die mit der Welle 75 und dein zweiten Teil des
Differentialgetriebes verbundene Sperrscheibe 9i oder die mit dem Antriebsrad 82
für das Nockenschaltwerk und dem dritten Teil des Planetengetriebes 76 verbundene
Sperrscheibe 83 festhalten kann. Auch bei dieser Anordnung kann Sorge getragen werden,
daß weiter noch Anschläge vorgesehen sind, die eine Bewegung der Bremswalze oder
eine Bewegung des Nockenschaltwerkes über die Grenzstellungen hinaus unmöglich machen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen die gleiche,
wie sie an Hand der Fig. i erläutert wurde. Die Anordnung nach Fig.2 zeichnet sich
dadurch aus, daß Bremswalze, Differentialgetriebe, Blockierungsscheibe und Blockierungshebel
zu einer Einheit zusaminengefaßt sind, mit der das gesamte Nockenschalt"verk verbunden
ist. Statt dessen ist es aber auch möglich, daß diese Teile baulich zusammen mit
dem Nockenschaltwerk zu einer Einheit vereinigt werden.