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Fahr- und Bremssteuerung für elektrische Fahrzeuge mit vier Gleichstrommotoren
und getrennten feinstufigen Fahr- und Bremsschaltwerken In Straßenbahntriebwagenmitelektrischer
Bremse als Betriebsbremse ist,das Ausfallen .der elektrischen Bremse infolge Motorschadens
bzw. Sc'hlüpfens einer Achse bei miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren eine
große Gefahr. Aus diesem Grunde ist schon eine Schaltung vorgeschlagen worden, bei
der vier Bremsstromkreise gebildet werden, so daß beim Ausfall eines Fahrmotors
bzw. beim Schlüpfen einer Achse noch 75 °/o der Bremskraft aufrecht-.erhalten bleiben.
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Für die Betätigung solcher Steuerungen gibt es verschiedenste Ausführungen,
von denen einige nachstehend aufgeführt sind.
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Beispielsweise kann ein normaler Plattform-Vielstufen-Starkstrom-INTockenfahrschalter
verwendet werden. Ein derartigerFahrschalter für vierBremsstromkreise erhält Abmessungen,
die im Hinblick auf seine Unterbringung auf der Plattform nicht tragbar sind. Außerdem
müssen sämtliche Leitungen von den zentral im Fahrzeug oder auf dem Dach angeordneten
Widerständen und von den Fahrmotoren zu der Plattform oder den Plattformen geführt
werden. Der Kraftaufwanid zur Betätigung ist infolge der zahlreichen Nockenschialter
groß und die Gangbarkeit schlecht, so !daß der Fahrer dadurch sehr belastet wird.
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Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines zentral angeordneten
Vielstufen-Starkstrom-Nockenfahrsch@alters. Für.diesen Fahrschalter gilt grundsätzlich
.das oben Gesagte, wobei auch hier :die Leitungsführung Schwierigkeiten macht, sofern
die Widerstände auf :dem Dach angeordnet sind. Hinzu kommen die Reibung in :den
Lagerstellen, Gelenken und Zahnrädern des bei zentraler
Anordnung
erforderlichen mechanischen Antriebes und die Schwierigkeit der Stellungshaltung
über diesen.
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Ferner kann zur Steuerung der erwähnten Bremsschaltung eine zentral
angeordnete Reinstufensteuerung angewendet werden. Verwendet man für das Fahren:
und,das Bremsen ein gemeinsames Regelschaltwerk, so ist zwar dieBetätigungskraft
für den eigentlichen Regelvorgrang gering; beim Schalten kommen aber noch die Kräfte
zur Betätigung des Leistungsschalters, des Reihenparallelschalters, des Feldschwäc'hun:gsschalters
sowie der Bremsschaltwal.ze hinzu. Wenngleich auch diese Kräfte nicht gleichzeitig
aufgebracht werden müssen, so wird die Betätigungskraft am Schalthebel unter Berücksichtigung
ides Wirkungsgradeseiner Öl- oder mechanischen Übertragung verhältnismäßig groß.
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Neuerdings wird nun gefordert, für das Fahren und das Bremsen getrennte
Bedienungshebel vorzusehen. Dabei muß die Bedingung erfüllt werden, daß bei Betätigung
der Bremse der Fahrstromkreis aufgelöst und,die Bremse unabhängig von der Stellung
.des Fahrhebels sofort wirksam wird. Da nun für das Fahren und das Bremsen entweder
zwei getrennte Fußhebel oder ein Hand- und ein Fußhebel verlangt werden, so muß
bei Verwendung eines gemeinsamen Schaltwerkes für das Fahren und das Bremsen am
Bremsfußhebel ein Vorhareitungsweg geschaffen werden, auf dem sämtliche Steuerungsgeräte
aus der Fahrschaltung in die Bremsschaltung umgestellt werden. Da für diesen Vorbereitungsweg
nur ein kurzer Hub zur Verfügung steht, wird der Kraftbedarf 'am Bremsfußheb°l zu.
groß. Um tragbare Betätigungskräfte zu erhalten, ist es notwendig, den Bremsvorgang,
also -das Umstellen .des Bremswenders und das Betätigen der Regeleinrichtung, unabhängig
von der Stellung der Fahrsteuerung durchzuführen. Bei Verwendung eines gemeinsamen
Schaltwerkes für -das Fahren und. das Bremsen würde .dies eine zweite Regeleinrichtung
sowie eine schwierige bauliche Ausführung der Kontakteinrichtungen und der Antriebsmittel
bedeuten. Auch .die Zugänglichkeit und die Wartung der betriebsmäßig zu überwachenden
Teile wären sehr erschwert.
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Die Erfindung betrifft eine Fahr- und Bremssteuerung für elektrische
Fahrzeuge mit vier Gleichstrommotoren und getrennten feinstufigen Fahr-und Bremsschaltwerken.
Erfindungsgemäß sind die getrennten Feinstufen - Fahr- und -Bremsschaltwerke zentral
im Fahrzeug, die zugehörigen Leistungsnockenschalter für die Leistungsabschaltung
des Fahrstromkreises im Fahrerraum so angeordnet, daß letztere vom Fahr- und Bremshebel
betätigt werden können. Zweckmäßig wird die Anordnung .derart getroffen, daß die
Leistungsnockenschalter vom Fahr- und Bremsnebel zwangsweise geöffnet werden und
mit :deren Betätigungsorganen zu einem gemeinsamen Gerät zusammengefaßt sind. Auf
diese Weise werden geringe Betätigungskräfte an den Bedienungshebeln und-kurze Schaltwege
an ,diesen erreicht. Im Fahrerraum ist bei dieser Anordnung außer diesen Leistungsnockenschaltern
nur noch der Starkstromautomat vorhanden.
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Die Leistungsnockenschalter sind in der Nullstellung des Fahrhandhebels
zwangsweise geöffnet. Bei Drehung des Fahrhanähebels im Fahrsinne werden dieselben
durch Federkraft geschlossen. Wird der Bremsfußhebel betätigt, dann werden die Leistungsnockenschalter
unabhängig von der Stellung des Fahrhandhebels sofort zwangsweise geöffnet, -und
damit wird der Fahrstromkreis unterbrochen. Für die Auslösung am Bremsfußhebel sind
nur ein ganz geringer Kraftaufwand und kurzer 'Hebelweg erforderlich. Mit dem Bremsfußhebel
wird,dann die Bremsschaltung hergestellt und der Bremsvorgang geregelt. Beim Zurückdrehen
des Bremshebels nach Null bleiben idieLeistungsnockenschalter geöffnet und werden
erst nach erneutem Einschalten des Fahrhandhebels wieder geschlossen. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß nur zwei Starkstromleitungen vom Führerstand zu den zentral
angeordneten Schaltwerken führen, geringe Betätigungskräfte am Fahr- und Bremshebel
aufzubringen sind und sich ferner eine übersichtliche Anordnung und gute Zugänglichkeit
der Schaltw.erkeergehen. Für d.ie Betätigung der Schaltwerke sind z. B. Öldruckantriehe
vorgesehen.
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Bei diesen getrennten Schalt-,verken ist auch eine außerordentlich
zweckmäßigeAbstufung derWiderstände in Anpassung an das Fahren und Bremsen möglich,
ida ja, völlig getrennte Widerstände für das Fahren .und das Bremsen vorhanden sind.
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Das Fahrschaltwerk besteht dann aus der feinstufigen Regeleinrichtung
nebst Fahrwiderständen; es wird durch einen vom Fahrhandhebel aus betätigten Antrieb,
z. B. Öldruckantrieb, bewegt. Dabei werden der Reihenparallelschalter und die Feldschwäc'hungsschalter
zwangsweise dem Schalttakt entsprechend gesteuert. Das Bre-msschaltwerk besteht
ebenfalls aus einer feinstufigen Regeleinrichtung nebst Bremswiderständen. Es wird
z. B. durch einen vom Bremsfußhebel aus betätigten Öl,druckantrieb eingeschaltet
und durch eine Rückdruckfeder ausgeschaltet. Bei Betätigung werden die vom Netz
abgetrennten Fahrmotoren von Fahren auf Bremsen umgeschaltet, und dann wird der
Bremsstromkreis durch vom Bremsschaltwerk zwangsweise betätigte Nockenschalter geschlossen.
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In Fig. i der Zeichnung ist die Starkstromschaltung für vier Halbspannungsmotoren
mit getrennten Fahr- und Bremsschaltwerken dargestellt. Die Steuerung besteht danach
aus Leistungsschalter I, FeiriStufenfahrSChalt-,verkII,FeiriStufenbremSSChaltwerk
III. Der Leistungsschalter I wird im Fahrerraum angeordnet. Er besteht aus den Nockenschaltern
i und 2, die beim Fahren mittels Federkraft geschlossen werden. In der Nullstellung
des Fahrhandhebels und bei Betätigung des Bremsfußhebels werden die Nockenschalter
i und z zwangsweise geöffnet.
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Das Yeinstufenfahrschaltwerk II ist zentral im Fahrzeug angeordnet.
Es besteht aus der Regeleinrichtung mit den zwei Feinstufenwiderständen
W
1 und Wz, den Nockenschaltern 3, 4 und 5 für die Reihenparallelschaltung und
den Nockenschaltern 6 und 7 für die Feldschwächung der Fahrmotoren. Die Regeleinrichtung
wird durch einen nicht dargestellten Oldruckantrieb vom Fahrhandhebel aus betätigt
und dabei in beiden Richtungen (Hin- und Hergang) bewegt. Dabei werden schalttaktgemäß
auch die Nockenschalter 3, 4 und 5 für die Reihenparallelschaltung und die Nockenschalter
6 und 7 für die Feldschwächung der Fahrmotoren gesteuert. In der Reihenschaltstellung
R ist der Nockenschalter 3, in der Parallelschaltstellung P sind die Nockenschalter
4 und 5 und in der Feld schwächungsschaItstellung Fs sind die Nockenschalter 6 und
7 geschlossen.
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Das Feinstufenbremsschaltwerk III ist ebenfalls zentral im Fahrzeug
angeordnet. Es besteht aus der Regeleinrichtung mit den vier Feinstufenwiderständen
W3, W4, W., und W(, und der Fahrbremswalze 14 mit den Stellungen F (Fahren) und
Br (Bremsen). Die Kontakte der Fahrbremswalze 14 verbinden in Stellung F (Fahren)
die Fahrmotoren 1,11 bis 1.14 mit dem Feinstufenfahrschaltwerk II, in Stellung Br
(Bremsen) mit dem Feinstufenbremsschaltwerk III. Von der Fahrbremswalze 14 werden
in Stellung Br die Nockenschalter 8, 9, io und i i betätigt, die den #Bremsstromkreis
schließen.
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Die Regeleinrichtung und die Fahrbremswalze i.1 werden durch einen
nicht -dargestellten Öldruckantrieb vom Bremsfußhebel aus betätigt, der beim Loslassen
die Regeleinrichtung und die Fahrbremswalze 14 mittels Rückdruckfeder in die Ausgangsstellung
zurückbewegt.
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Mit dem Feinstufenbremsschaltwerk III ist der fernbetätigte Richtungswender
mit den Kontaktbelägen i2a und i2b zusammengebaut, der sowohl zur Änderung der Drehrichtung
der Fahrmotoren Ml bis M4 beim Fahren als auch zur Umschaltung der Fahrmotoren von
Motor- auf Generatorbetrieb beim Bremsen dient. Außerdem ist mit dem Feinstufenbremsschaltwerk
III der handbediente Motortrennschalter mit den Kontaktbelägen 13a und i3b zusammengebaut.
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Fig.2 zeigt die Schaltung beim Anfahren in Reihenschaltung, Fig.3
die Schaltung beim Anfahren in Parallelschaltung der Fahrmotoren.
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In Fig. 4 ist die Bremsschaltung dargestellt. Der fernbetätigte Richtungswender
wird beim Bremsen ebenfalls elektrisch umgestellt, um am Bremsfußhebel keinen großen
Kraftaufwand zu erhalten. Damit aber die Umstellung auch dann erfolgt, wenn eine
Störung im Steuerstromkreis eintritt, stellt ein sonst nicht wirksames Antriebsglied
am Bremsfußhebel den Richtungswender auf Bremsen um. Da dies nur selten eintritt,
kann der dabei auftretende größere Kraftaufwand am Bremsfußhebel in Kauf genommen
werden. Im Bremsstromkreis sind die Nockenschalter8, 9, 1o und ii derart angeordnet,
daß jeder dieser Nockenschalter von dem Strom je eines Bremsstromkreises durchflossen
wird und im Bremsstromkreis jedes einzelnen Fahrmotors je einer dieser Nockenschalter
liegt, so daß auch beim Ausfallen eines Fahrmotors jeder Bremsstromkreis eine Unterbrechungsstelle
besitzt.