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Steuereinrichtung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit einem
Kollektorregler Für ,die Steuerung von Wechselstromfahrzeugen werden häufig sogenannte
Feinreglersteuerungen benutzt, bei,denen ein Kollektorschalter dazu dient, einen
stetigen Übergang von einer Hauptstufe (Dauerstufe) zur nächsten praktisch stufenlos
zu bewirken. Beim Wechselstromfeinregler treten unter den Bürsten genau so wie beim
Wech@selstromkollektormotor Kurzschlußiströme auf, weil die Bürsten die vorhandene
Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Lainellen@ überbrücken. Bleiben die Bürsten
längere Zeit an beliebiger Stelle auf den gleichen Lamellen stehen, so kann: es
leicht eintreten, daß .die Bürsten in@,die Kollektoroberfiäche einbrenrnen und .
selbst ins Glühen geraten, wodurch ihre Struktur zerstört wird. Um bei derartigen
Feinreglersteuerungen Zwischenstufen zu ermöglichen, hat man bereits verbreiterte
Lamellen vorgesehen, wodurch in beschränktem Maße diese Nachteile vermieden werden.
Jedoch ergibt sich hierbei der Nachteil, d@aß der Kollektor einen verwickelteren
Aufbau sowie vergrößerte Abmessungen erhält. Praktisch ist es unmöglich, eine beliebige
Anzahl von Zwischenstufen für Dauereinschaltung zu erhalten.
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Ähnliche Nachteile können auch bei Kollektorschaltern für Gleichstromfahrzeuge
auftreten, wenn beispielsweise bei der Fahrt im Gefälle oder aus sonstigen Gründen
lange Zeit bestimmte Widerstandsstufen eingeschaltet werden müssen.
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Der Erfindung liegt ,die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile
zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem Antrieb für die
die Regelkontakte bildenden Bürsten eine zusätzliche Antriebseinrichtung zugeordnet
wird, die den Bürsten eine Sch-,vingungsbewegung um die angesteuerte Schaltstufe
verleiht. Die Bürsten ändern dann ihre Lage zu den Lamelleri dauernd,
so
daß die Zeit niemals ausreicht, .daß unzulässige Erwärmungen einzelner Lamellen
eintreten können.
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Für die Erzielung der Schwingungsbe-#vegungen der Bürsten kann vorteidhafterweise
ein zusätzlicher Antrieb über ein Differentialgetriebe vorgesehen werden.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden, das sich auf eine Wechselstromsteuerung bezieht. Der Feinregler-
besteht in üblicher Weise aus dem Transformator i, ,des,sen Wicklungsanzapfungen
über Widerstandsverbinder 2 mit den Kollektorlamellen, 3 verbunden sind. Für die
Ruhestellungen können am Kollektor verbreiterte Lamellen vorhanden sein. Auf dein
Kollektor schleifen die beiden gegeneinander isolierten Bürstensätze q. und 5, ?die
mittels der Welle 6 und des Bürstenträgerarmes 7 gedreht werden können. Der von
den Bürsten entnommene Strom wird den Schleifringen & und 9, zugeführt und von
hier dem als Schaltdross lspule ausgebildeten Zusatztransformator der Lokomotivsteuerung
zugeführt. Die mit dem Bürstenträgerarm 7 gekuppelte Welle 6 wird erfindungsgemäß
über ein Differentialgetriebe angetrieben, das aus dem Umlaufräderpaar zo und den
beiden Zentralrädern i i und 12 besteht. Die Welle 6 ist mit dem Träger der Umlaufräder
io fest verbunden. Wird beispielsweise ,das obere Zentralrad i i feistgehalten,
das untere Rad 12 im Rechtsdrehsinne um einen bestimmten Winkel ged're'ht, so dreht
sich die Welle 6 mit den Umlaufrädern bekanntlich im gleichen Drehsinne um den halben
Winkelbetrag. Das Differentialgetriebe ist nun mit dem Steuermotor i3 gekuppelt.
Der Motor treibt mittels des doppelten Schneckenvorgeleges 1q., 15 das Rad i2 an.
Solange das Rad ii festgehalten wird, folgt die Welle 6 mit dem Bürstenarm im gleichen
Drehsinne und mit gl.eichförmi@ger Geschwindigkeit der Drehung des Motors. Zusätzlich
wird nun erfindungsgemäß das obere Zentralrad i i von dem Steuermotor
13 aus über ein Vorgelege und einen Kurbeltrieb i7 in eine um einen bestimmten
Winkel hin und her gehende Bewegung versetzt. Diese Bewegung wird auf den Bürstenträgerarm
7 übertragen. Die Bürsten führen infolgedessen eine kombinierte Bewegung aus, die
einerseits gleichmäßig fortschreitet, andererseits um einen bestimmten Weg hin und
her geht.
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Um die schwingende Bewegung der Bürsten nach Bedarf zu verändern,
kann vorteilhafterweise die Anordnung derart getroffen werden, daß der Halbmesser
der einen oder anderen Antriebskurbel verändert wird.
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Die Drehzahl und die Winkellage des Kurbeltriebes können unabhängig
von der gleichförmigen Drehung gewählt -,verden. Man kann -daher die Verhältnisse
so einrichten, daß beim Auf- bzw. Ablaufen der Bürsten auf die bzw. von den: verlbreiterten
Segmenten ,des Feinreglers der Kurbelhub gerade nach der Segrnentmitte hin gerichtet
ist. Man kann, dann die Breite des Mittelsegmentes um den Betrag des Kurbelhubes
kleiner machen.
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Der Erfindungsgedanke kann in der verschiedensten Weise Anwendung
finden? Bei der erläuterten Anordnung erfolgt eine Schwingungsbewegung der Bürsten
nur während .des Vorschubes der Bürsten selbst. Vorteilhafterweise kann jedoch tdie
Anordnung derart abgeändert werden, :d@aß zwischen dem Antriebsmotor und dem Vorgelege
1q. eine Kupplung eingeschaltet wird. Um einen Regelvorgang zu erzielen, wird dann
diese Kupplung eingeschaltet, wodurch den Bürsten die Regelbewegung erteilt wird.
Da der Motor jedoch,in diesem Falle dauernd umläuft, führen die Bürsten, auch bei
ruhender Steuerung, also .nach beendetem Regelvorgang, ihre hin und her gehende
Bewegung aus.
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Ferner kann,die Anordnung derart getroffen werden, daß für die Erzielung
der hin und her gehenden Bewegung der Bürsten ein besonderer Antriebsmotor vorgesehen
wird. Dieser Motor kann ,dann nach Wunsch ein-und ausgeschaltet werden. Eine vorteilhafte
Anordnung ergibt sich .beispielsweise dadurch, .daß dieser Motor stets nur dann
eingeschaltet wird, wenn der zur Erzielung eines Regelvorganges vorhandene Hauptantrieb
für den Bürstenträgerarm nach Erreichung der angesteuerten Schaltstellung stillgesetzt
ist.
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Hat der Steuermotor zwei verschiedene Vorgel:ege zur Erzielung- verschiedener
Schaltgeschwindigkeiten, so kann die Anordnung derart getroffen werden, daß der
Antrieb für die Schwingungsbewegungen der Bürstenbrücke mit dem Vorgelege für die
kleine Schaltgeschwindigkeit verbunden ist.
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An Stelle eines Differentialgetriebes können auch andere Mittel vorgesehen
werden, um den Bürsten eine hin und her gehende Bewegung zu erteilen. Beispielsweise
kann der Kollektor bzw. Feinregler ,drehbar angeordnet werden. Durch die Relativbewegung
des Kollektorkörpers gegenüber den beim Regeln bewegten Bürsten wird dann -die gewünschte
Schwingungsbewegung der Bürsten gegenüber den: Kollektorsegmenten erzielt. In gleicher
Weise könnte man aber auch den Ständer des Schaltwerkantriebsmotors drehbar aufhängen
und im Sinne einer Schwingungsbewegung zusätzlich antreiben.
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Wenn auch die Erfindung vorwiegend für Wechselstrom.sfieuerungen mit
einem Kollektorfeinregler bestimmt ist, kann sie doch
auch mit Vorteil
bei Gleichstromsteuerung mit einem Widerstandskollektorregler Verwendüng finden.
Ebenso ist die Erfindung in gleicher Weise bei motorisch angetriebenen Schalt@verk
en wie bei mit der Hand bedienten- Schaltwerk en anwendbar.