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Steuerung, insbesondere Vielfachsteuerung, für elektrische Triebfahrzeuge
Es sind Vielfachsteuerungen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge (Lokomotiven und
Triebwagen) bekannt, die darauf beruhen, daß mit Hilfe des Führerschalters auf dein
führenden Fahrzeug .eine der angestrebten Motorspannung entsprechende Spannung eingestellt
wird und daß auf den einzelnen Fahrzeugen über durchlaufende Steuerleitungen diese
Spannung und die xriittels der Schaltwerke von den Regeltransformatoren abgenommenen
Spannungen, die tatsächlich an die Motoren angelegt werden, .über Differentialrelais
verglichen werden. Durch diese Differentialrelais werden die selbsttätigen Schaltwerksteuerungen
der einzelnen Fahrzeuge so lange verstellt, bis die an den Motoren liegende Spannung
mit der. auf dem führenden Fahrzeug mittels des .Steuerschalters eingestellten Spannung
übereinstimmt.
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Die praktische Verwirklichung dieses an sich einfachen technischen
Gedankens kann erhebliche Schwierigkeiten bieten. _ Werden beispielsweise Feinreglersteuerungen
vorgesehen, bei denen der Übergang zwischen den Hauptstufen durch einen Kollektorfeinregler
o. dgl. erfolgt, so ergibt sich, daß -u. U. beim Durchregeln der Steuerung die Spannungsänderung
nicht vollkommen gleichmäßig erfolgt, vielmehr tritt nach dein Verlassen der Hauptstufe
meist ein Spannungsabfall auf und erst nach weiterem Drehen eine Zunahme der- Spannung.
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Außerdem können auch die Stufenspannungen auf den verschiedenen Lokomotiven
untereinander etwas abweichen, beispielsweise ist dies dann der Fall, wein bei einer
Lokomotive etwa ein Motor wegen eines Schadens abgeschaltet ist und infolgedessen
der vorhandene Lokomotivtransformator nur einen verringerten Strom führt. Man kann
zwar diese Schwierigkeiten bis zu einem gewissen Grad dadurch vermeiden, daß die
Differentialrelais verhältnismäßig unempfindlich ausgeführt werden, so daß sie erst
bei bestimmten
Differenzen ansprechen. Hierdurch ergeben sich aber
andere Nachteile beim Betrieb, insbesondere bleiben die Schaltwerke der geführten
Lokomotiven gegenüber der führenden Lokomotive zurück.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vervollkommnung derartiger,
nach dem Vergleichsprinzip arbeitender Steuerungen mit einer Grobstufenregelung
und einer zur Überbrückung der Grobstufen dienenden Feinregelung zu schaffen. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß mehrere zusammenwirkende Vergleichsregeleinrichtungen
vorhanden sind, von denen die eine in Abhängigkeit von der Grobstufenregelung, die
andere in Abhängigkeit von der Feinstufenregelung arbeitet. Die Vergleichsregelung
erfolgt am vorteilhaftesten nicht unmittelbar durch .die mit Hilfe der Schaltwerke
den Motoren zugeführten Spannungen, vielmehr werden Hilfsspannungen vorgesehen,
die der jeweils gewünschten Stellung des Schaltwerkes und des Feinreglers entsprechen
und der Grobstufenspannung und Feinstufenspannung proportional sind. Diese Hilfsspannungen
«erden besonderen kleinen Steuertransformatoren entnommen, wobei in Abhängigkeit
von den Bewegungen der Schaltwerke entsprechende Regelkontakte betätigt ,v erden.
Mit diesen der Grobstufenspannung bzw. Feinregelspannung entsprechenden Hilfsspannungen
werden über die Vergleichssteuereinrichtungen (Differentialrelais) zwei Steuerspannungen
verglichen, die mittels des Führerschalters auf dem führenden Fahrzeug eingestellt
werden.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert werden, dessen grundsätzliches Schaltschema in der Zeichnung wiedergegeben
ist. In dem Schaltbilde sind lediglich die Stromkreise der Vergleichssteuereinrichtung
wiedergegeben. Die Motorenstromkreise selbst, ebenso wie die Motorenschaltwerke
sind zur V ereinfachting in der Zeichnung nicht dargestellt bzw. nur angedeutet.
Auf der steuernden Lokomotive I sind bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung
zwei durch den Fahrzeugführer zu bedienende Steuertransformatoren i und 3 vorhanden.
denen die mittels des Steuerorgans verstellbaren Regelkontakte 2 und d. zugeordnet
sind. Der Transformator i hat eine den Anzapfungen des Hauptregeltransformatorentsprechende
Anzahl von Anzapfutigen. Ebenso entspricht der Transformator 3 mit seinen Anzapfungen
dem Feinregeltransformator des Hauptschaltwerkes.
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Mittels des Regelkontaktes .I kann dem Transformator 3 eine feinstufig
regelbare Spannung entnommen werden. All dein fernzusteuernden Schaltwerk
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sind zwei entsprechende Steuertransformatoren 5 und 7 angebracht. Die
Anzapfungen des Transformators 5, an denen der Regelkontakt V entlang geschaltet
wird. entsprechen den Grobstufen, die Anzapfungen des RegeltransformatOrs 7, an
denen der Regelkontakt 8 entlang geschaltet wird, den Feinstufen des Schaltwerkes.
Die Kontakte (i und 8 «-erden von dem Steuermotor zugleich finit dem Schaltwerk
25 und dem Feinregler 24 ill gleichem Maße bewegt, so claß beispielsweise der Kontakt
6 stets auf der entsprechenden Grobstufe steht wie das -Nockenschaltwerk und Kontakt
8 auf einer der Feinreglerstellung entsprechenden Schaltstufe. Für die Wirkungsweise
der Steuerung ist es nur wesentlich, daß die Spannungen der Hilfstransformatoren
i und 5 sowie 3 und 7 auf den einzelnen Schaltstufen gleich sind. Im übrigen können
diese Spannungen unabhängig von den tatsächlich an dein Stufenschaltwerk oder Feinregler
vorhandenen Spannungen K#!-wählt werden. Zwischen Kontakt 2 des \-rnn Führerschalter
aus regelbaren Transformators i und Kontakt 6 des vom Schaltwerk aus geregelten
Transformators 5 ist das Differentialrelais 9 eingeschaltet. das als polarisiertes
Relais ausgebildet ist. Der bewegliche Kontakthebel io dieses Relais kann die Kontakte
1i, 12 und 13 bestreichen. Stehen die Ki>iV takte 2 und 6 auf den gleichen
Stufen, so besteht keine Differenzspannung. Das Relais bleibt in der Mittelstellung,
so daß der Kontakthebel io auf dem Mittelkontakt 12 stellt. Stellt der Fahrzeugführer
mittels des Regelkontaktes 2 eine höhere Stufenspannung ein, so fließt vom Kontakt
2 über das Relais 9 ein Steuerstrom nach dem Regelkontakt 6 des Transformators 5.
Der bewegliche Schalthebel io schlägt beispielsweise nach links aus und kommt mit
dem Kontakt i i in Berührung. Infolgedessen fließt ein Steuerstrom über den Kontakthebel
io, Kontakt ii, Leitung 18, Feldwicklung 2o zum Anker 22 des Steuermotors. Dieser
beginnt zu laufen und treibt über die Welle 23 sowohl das Hauptschaltwerk 25 und
den Feinregler 2d. wie auch den Regelkontakt 6 am Steuertransformator 5 bis zur
nächst höheren Schaltstufe all. Sobald wieder Spannungsgleichheit zwischen den Regelkontakten
2 und 6 hergestellt ist. geht das Relais 9 in die Ruhestellung, wodurch der Steuerstrom
für den Schaltwerksantriebsmotor unterbrochen wird.
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Bei Bewegung des Regelkontaktes 2 in eilte niedrigere Schaltstellung
fließt ein Strom vorn Regelkontakt 6 durch das Relais 9 nach dem Regelkontakt 2.
Der Schalthebel io wird auf den Kontakt 13 bewegt. Über Leitungen to sowie
die zweite Feldspule 2i erhält nullmehr
.der Anker 22 des Schaltwerkantriebsmotors
Strom, der Motor läuft umgekehrt und schaltet sowohl die Schaltwalze 25 wie den
Regelkontakt 6 am Steuertransformator 5 um eine Stufe zurück.
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In genau der gleichen Weise wird die abhängig von der Feinregelung
arbeitende Vergleichssteuereinrichtung wirksam. Dem Relais 9 der Grobstufenregelung
entspricht das Relais 14 der Feinstufenregelung. Wird der Regelkontakt q. auf eine
einer höheren Spannung entsprechende Stellung bewegt, so wird der Kontakthebel i5
des Relais 1q. nach links auf dem Kontakt -16 bewegt. Es verläuft ein Steuerstrom
über die Leitung 18 und die Feldwicklung 2o zurrt Anker 22 des Schaltwerkantriebsmotors,
der im Aufwärtsschaltsinne anläuft. Hierdurch werden der Feinregler 2d. und Kontakt
8 des Regeltransforrnators 7 so lange verstellt, bis der letztere die gleiche Stellung
einnimmt wie der Kontakt q.. In entsprechender Weise kann durch Bewegung des Regelkontaktes
4 auch eine Abwärtsregelung herbeigeführt werden. Die Schaltung ist derart getroffen,
daß die von der Feinregelung abhängige Steuerung die Grobstufensteuerung ergänzt.
Da Feinregelung und Grobstufenregelung in ganz bestimmter Weise abhängig voneinander
erfolgen müssen - in der Regel sind Feinregler und Nockenschaltwerk durch einen
Maltesekreuzantrieb oder ein ähnliches Getriebe gekuppelt -, sind die Regelkontakte
2 und q. des Führerschalters miteinander gekuppelt, so daß sich stets die richtigen
Arbeitsverhältnisse der Steuerung ergeben: Der Kontakthebe1 i5 des Relais 14 kann
nur dann Steuerstrom erhalten, wenn der Kontakthebel io des abhängig von der Grobstufensteuerung
arbeitenden Relais 9. in Ruhe ist und auf dem Mittelkontakt i2 steht. Infolgedessen
wird zuerst stets die richtige Grobstufeneinregelung bewirkt, erst danach kann die.Feinreglersteuerung
erfolgen.
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War im vorstehenden die Wirkungsweise der den Gegenstand der Erfindung
bildenden Steuerung im wesentlichen für das führende Fahrzeug beschrieben, so ist
grundsätzlich hinsichtlich der Steuerung der geführten Fahrzeuge kein wesentlicher
Unterschied vorhanden. über die mit den Regelkontakten 2 und q. der führenden Lokomotive
verbundenen Kuppelleittuigen 30 und 31 sind auf der geführten Lokomotive
II über die Umschalter 32 und 33 in völlig gleicher Weise an die Regelkontakte :2
und q. die Differentialrelais 9' bzw. 1d.' angeschlossen, die wiederum mit den Regelkontakten
6', 8' der dem Schaltw erk@5'zugeordrietenlIilfstransformatoren 5' bzw. 7' verbunden
sind. Man erkennt leicht, daß grundsätzlich in der gleichen. Z'!eise. auch mehr
als *zwei Fahrzeuge von dem Fahrzeug I aus gesteuert werden können.
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Zweckmäßigerweise werden die miteinander gekoppelten Fahrzeuge untereinander
alle gleich ausgebildet. In diesem Falle ist es auch möglich, jedes der Fahrzeuge
als führendes Fahrzeug zu verwenden. In Fällen, in denen dies nicht erforderlich
ist, können die Steuertransformatoren i' und 3' entfallen.
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Eine vorteilhafte Vereinfachung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Spannungen der Hilfstransformatoren i,
3, 5 und 7 bzw. i', 3', 5' und 7' gleich groß gemacht werden. Man kann infolgedessen
an Stelle der Transformatoren i und 3 bzw. 5 und 7 je einen einzigen gemeinsamen
Regeltransformator vorsehen. Selbstverständlich müssen in diesem Falle die Regeltransformatoren
gesonderte Kontaktbahnen für die Regelkontakte 2, d. bzw. 6, 8 erhalten. Eine weitere
Vereinfachung kann dadurch erreicht werden, daß überhaupt nur ein einziger Hilfstransformator
vorgesehen ist, der vier Kontaktbahnen für die Regelkontakte 2, d., 6 und 8 aufweist.
Die Kontakte :2 und d. müssen in diesem Falle fernbetätigt werden, was durch eine
einfache mechanische Kraftübertragungseinrichtung leicht erreicht werden kann. Dieser
Antrieb kann sehr leicht ausgeführt werden, weil die zu übertragenden Kräfte nur
außerordentlich klein werden.
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Auch in anderer Beziehung kann die erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinrichtung
abgeändert werden. Um die Steuertransformatoren der verschiedenen Lokomotiven auf
genau gleichen Spannungen zu halten, kann man sie an eine gemeinsam durchlaufende
Hilfsleitung 35 legen, die von der vorderen Lokomotive aus gespeist wird.
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Die Anwendung der 4rfindung ist nicht auf \Ä7echselstromfahrzeuge
beschränkt, vielmehr kann die Erfindung auch bei Gleichstromfahrzeugen mit einer
Grobstufenregelung und einer zusätzlichen Feinstufenregelung Anwendung finden. An
die Stelle der Transformatoren müssen in diesem Falle Spannungsteilerwiderstände
treten.
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Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke auch dann Anwendung
finden, wenn eine mehrfache Zwischenregelung vorgesehen ist, bei der die Regelstufen
der Feinregelung nochmals durch einen Zwischenfeinregler überbrückt werden.
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Sind die Lokomotiven in üblicher Weise mit zwei Führerständen versehen,
so können auf jedem der Führerstände zwei Steuertransformatoren i und 3 vorgesehen
werden. Auf dem unbenutzten Steuerstand werden diese Steuertransformatoren dann
abgeschaltet, was- mit Hilfe der Fahrtrichtungsschaltwalze
oder
besonderer Ordnungsschalter erfolgen kann. Statt dessen ist es aber auch möglich,
beim Vorhandensein von zwei Führerständen nur einen Satz Steuertransformatoren i
und 3 vorzusehen und die Regelung dieser Steuertransformatoren auf mechanischem
Wege von den Führerständen aus zu bewerkstelligen.