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Gleichlaufschaltung für Schaltwerke, insbesondere für elektrische
Triebfahrzeuge mit Vielfachsteuerung Es sind Schaltwerksteuerungen bekanntgeworden,
bei denen die Schaltwerke mehrerer miteinander gekuppelter Triebfahrzeuge von einem
Führerstand, aus über zwei Leitungen (»Auf«- und »Ab«-Leitung) gesteuert werden.
Zum Einschaltern där Steuerungen wird die Steuerwalze im Führerstand in eine Stellung
»Fahrt« gedreht. Die Schaltwerke bleiben dann nach zwangsweiser Beendigung des entsprechenden
Schaltschrittes stehen. Eine Stellung »Null« auf der Steuerwalze dient zum Ausschalten
der Steuerungen über Trennschütze. Die Schaltwerke laufen dann selbsttätig nach
der Stellung »Null« zurück. Einzelne Steuerungen; besitzen außerdem noch Schnellschaltstellungen
für »Auf« und »Ab«, in denen über Relais Widerstände vor den Antriebsmotoren der
Schaltwerke kurzgeschlossen werden.
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Die Drehzahlen der einzelnen Reihenschlußantriebsmotoren sind infolge
ungleicher oder wechselnder Schalt- und Reibungswiderstände der Schaltwerke und
Getriebe einander nicht gleich, so daß insbesondere bei Schnellschaltung mehrerer
Stellungen Unterschiede in den Stufenstellungen der einzelnen Schaltwerke auftreten
und dem Führer jede übersieht über die eingenommenen Stellungen und die Verteilung
der Zugkräfte auf die einzelnen Triebwagen verlorengeht.
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Man hat schon versucht, die Einhaltung gleicher Stufen der Schaltwerke
dadurch zu erzwingen, daß über zwei einander parallele, durch den
Zugverband
gehende Stromkreise und entsprechende Ordnungskontakte auf den Schaltwerken die
»Auf«-oder »Ab«-Relais für die Antriebsmotoren nur dann von neuem oder weiter angesteuert
"verden können, wenn alle Schaltwerke die: gleiche Stellung erreicht haben. Abgesehen
davon, daß hierbei jedesmal diejenigen Schaltwerke stillgesetzt werden, die dem
langsamsten vorauseilen, und dadurch die Massen dieser Schaltwerke von Stufe zu
Stufe neu beschleunigt werden müssen, geht viel Zeit verloren. Es ist durch die
willkürliche Abschaltung der »Auf«- oder »Ab«-Relais durch die Steuerwalze außerdem
möglich, daß die Steuerungen auf zwei verschiedenen Stellungen stehenbleiben und
der Zug damit so lange fährt, bis der Führer neu ansteuert.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Gleichlaufschaltung für Schaltwerke,
insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge mit Viielfachsteuerung, unter Verwendung
von phasengleich laufenden Drehreglern. Die geschilderten Mängel werden nach der
Erfindung dadurch vermieden, daß die Drehregler jedes Schaltwerkes Kontakteinrichtungen
steuern, die den Antriebsmotoren der Schaltwerke durch Zu- oder Abschaltung von
Vorwiderständen die gleiche mittlere Drehzahl aufzwingen. Zweckmäßig ist die Schaltung
so getroffen, daß jeweils nur der Drehreglergeber der führenden Steuerung eingeschaltet
ist und seinerseits die Drehreglerempfänger der eigenen und der anderen Steuerungen
bewegt. Von besonderem Vorteil ist es, die Drehreglergeber mit einer höheren übersetzung
von den Antriebsmotoren anzutreiben als die Schaltwerke. Die Antriebsmotoren. können
als Reihen- oder als Nebenschlußmotoren ausgebildet sein.
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Das wesentliche der Erfindung besteht darin, daß an sich bekannte,
phasengleich laufende Drehregler oder Selsynmotoren dazu benutzt werden, um vor
den Antriebsmotoren der einzelnen Schaltwerke Widerstände zu- oder abzuschalten
oder deren Feld stärker oder schwächer zu erregen, wenn sie gegenüber dem Antriebsmotor
der Steuerung des führenden Triebfahrzeuges in jeder Drehrichtung vor- oder nacheilen.
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Hierzu erhält jedes Schaltwerk zwei Drehregler, einen Geber und einen
Empfänger. Der Geber wird vom Schaltwerk angetrieben. Die Ständerwicklungen der
Drehregler können ein- oder dreiphasig erregt werden. Die drei Phasen der Läufer
aller Drehregler sind zueinander parallel geschaltet. Von allen Drehreglern der
Steuerungen werden jeweils nur der Geber im führenden Triebfahrzeug, und alle Empfänger
erregt. Wird nun der Geber im führenden Triebwagen gedreht, so laufen alle Empfänger
phasengleich mit.
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Nach der weiteren Erfindung erhält nun jeder der von- den Schaltwerken
bzw. ihren Antriebsmotoren gedrehten Geber eine Hilfswalze und jeder Empfänger einen
Arm mit auf dieser Hilfswalze laufenden Kontaktfingern, Nockenschaltern oder Bürsten.
Läuft nun eine Hilfswalze in einem der geführten Triehfahrzeuge ihren mit dem Geber
bzw, der Hilfswalze des fährenden Triebfahrzeuges phasengleich laufenden Empfänger
voraus oder nach, so werden von den Kontaktfingern des Empfängers auf der Hilfswalze
Widerstände vor dem eigenen Antriebsmotor zu- oder abgeschaltet, der Motor wird
langsamer oder schneller laufen; bis die Walze mit ihrem Empfänger phasengleich
läuft. Dieses Spiel wird sich des öfteren an den Steuerungen der geführten Triebfahrzeuge
wiederholen, so daß die mittlere Geschwindigkeit der Antriebsmotoren gleich ist.
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Zweckmäßig erhalten Geber, Hilfswalze und Empfänger größere Schaltwinkel
je Stufe, um den bei dorr Drehreglern auftretenden Schlupf in bezug auf den Schaltwerksstufenwinkel
prozentual klein zu halten.
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Für das Schalten der Steuerungen in der Stellung »Ab« ändern sich
gegenüber der Stellung »Auf« die Richtungen des Vor- und Nacheilens. Dem wird dadurch.
begegnet, daß an den »Auf«-und »Ab«-Relais der Vorwiderstand entsprechend umgeschaltet
wird. Der Widerstand wird dabei vom Strom einmal in der einen, das andere Mal in
der anderen Richtung durchflossen. Bei einer bestimmten Fahrstellung ist der Widerstand
durch die Kontakte des Schaltwerkes, einem Schiebekontakt vergleichbar, in zwei
Teile geteilt, die im allgemeinen ungleich groß sind. Bei einer bestimmten Stromrichtung
ist der eine Teil dieses Widerstandes, bei der anderen Stromrichtung der andere
Teil des Widerstandes wirksam. Ein großer Widerstand wird auf diese Weise bei umgekehrter
Stromrichtung zum kleinen Widerstand. Fällt aus irgendeinem Grunde eine Steuerung
im Zugverband außer Tritt, sei es durch Kabelbruch am Antriebsmotor, sei es durch
Hängenbleiben eines Relais od. dgl., so schaltet ein weiterer Kontakt am Arm des
Empfängers die Steuerleitung der Trennschütze und damit mittelbar die ganze Steuerung
ab. Die Steuerungen sämtlicher Triebfahrzeuge sind also überwacht. Dies ist insbesondere
bei Feinreglersteuerungen von großer Wichtigkeit.
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An Hand eines in Fig. r der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieleb
des Erfindungsgedankens, das nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen
Schaltelemente enthält, soll die Einrichtung nach der Erfindung im nachfolgenden
beschrieben werden. r bis 9 stellen die durchgehenden Steuerleitungen dar. sie sind
nur für die Triebfahrzeuge I und II gezeichnet. Mit RW sind die Richtungswalzen
und mit SW die Steuerwalzen bezeichnet. D= sind die Drehreglergebermaschinen mit
ihren Hilfswalzen Hw, De die Drehreglerempfängermaschinen mit ihren Kontaktarmen
K. S und F sind die Schaltwerke und Feinregler. Die Antriebsmotoren
AM werden durch die »Auf«- und »Ab«-Relais RA und RB gesteuert. T,
bis VS sind Teile von Vorwiderständen für die Antriebsmotoren AM. Die Teilwiderstände
t'1, TI- und V3 dienen zum groben Abgleichen der Geschwindigkeiten der einzelnen
Steuerungen untereinander bei Langsam- und Schnellschaltung. Mit
T1
und T2 sind Trennschütze, mit rJl und U2 Motorüberstromrelais und mit RS Schnellschaltrelais
bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende:
Es sei I das führende Triebfahrzeug mit rechts besetztem Führerstand. Durch Drehen
der Richtungswalze RW in diesem, z. B. in die durch »V« bezeichnete Stellung »Vorwärts«,
werden von der nicht näher bezeichneten Steuerstromzuleitung des Triebfahrzeuges
I über eine nicht näher bezeichnete Sicherung und die Leitung io das Feld der Drehreglergebermaschine
Dg im Triebfahrzeug I und alle Felder der Drehreglerempfängermaschinen_
De über die durchgehende Steuerleitung i erregt. Die Phasen der Läufer aller
Drehregler sind über die durchgehenden Steuerleitungen 7, 8 und 9 zueinander parallel
geschaltet.
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Von der Steuerleitung i über die Steuerwalze ,SW können nunmehr über
die durchgehenden Steuerleitungen 6 und 2 alle Trennschütze Ti und T2, in der Stellung
»Auf« über die durchgehende Steuerleitung 3 alle »Auf«-Relais RA oder in der Stellung
»Schnell-Auf« über die durchgehenden Steuerleitungen 3 bzw. 5 alle »Auf«-Relais
RA bzw. alle Schnellschaltrelais RS angesteuert werden. Gleiches gilt für die Schnellschaltnelais
RS und die »Ab«-Relais RB in den Stellungen »Ab« und »Schnell-Ab« hinsichtlich der
Steuerleitungen4. und 5. Die »Auf«- und »Ab«-Relais legen die Antriebsmotoren A
Vi für die gewünschte Drehrichtung über Vorwiderstände an die durchgehende Steuerleitung
i. Hat beispielsweise das »Auf«-Relais R A angesprochen, so ist außer seinen nicht
bezeichneten Kontakten auch der Kontakt i F-i E geschlossen. Der Stromkreis
für den Antriebsmotor AM verläuft dann von Erde über dien Anker des Antriebsmotors
AM,
dann über den geschlossenen vorletzten Kontakt des »Auf«-Relais RA, über
die Feldwicklung des Antriebsmotors AM, über den untersten geschlossenen
Kontakt des »Auf«-R.elais RA, über den geschlossenen Kontakt 1 F-1 E, die Vorschaltwiderstände
h2 und V, den Kontakt i G an der Hilfswalze Hw, den Kontaktarm
K, den Kontakt iA und den Vorwiderstand Th zur Leitung i. Die Schnellschaltrelais
RS schließen den Vorwiderstand V1 kurz, die Antriebsmotoren AM
erhalten damit
höheren Strom und höhere Drehzahl.
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Der Antriebsmotor AM im führenden Triebfahrzeug I dreht über Vorgelege
die erregte Drehreglergebermaschine Dg mit. ihrer Hilfswalze Hw, die ihrerseits
wieder alle erregten Drehreglerempfängermaschinen De mit ihren Kontaktarmen
K phasengleich mitbewegt. Ist die Drehzahl aller Antriebsmotoren AM die gleiche,
so laufen auch alle Hilfswalzen Hw und Kontaktarme K
gleich schnell um. Die
Kontaktfinger des Kontaktarmes K stehen in der Stellung x der Hilfswalze Hw und
laufen mit der letzteren gleichmäßig um. Die Ströme der Antriebsmotoren
AM gehen bei z. B. eingeschaltetem »Auf«-Relais RA von der durchgehenden
Steuerleitung i über die Kontakte i A, i B, i C, i D, i
E, i F. Hat nun der Antriebsmotor AM im Triebfahrzeug II eine
höhere Drehzahl als der im Triebfahrzeug I, so läuft im Triebfahrzeug Ir die Hilfswalze
Hw dem Kontaktarm K voraus. Der Stromweg für den Antriebsmotor AM führt von
der Steuerleitung i über die Kontakte i A, i G, i H, i D, i
E, i F. Damit liegt dem Antriebsmotor' AM im Triebfahrzeug II ein größerer
Widerstand vor. Der Antriebsmotor AM
und auch die Hilfswalze Hw laufen daher
langsamer, bis die Hilfswalze Hw und der Kontaktarm K ihre Normalstellung x eingenommen
haben. Bei nacheilender Hilfswalze Hw im geführten Triehfahrzeug II ist der. Stromverlauf
für den Antriebsmotor AM: Steuerleitung i, Kontakte iA, 11,
1 D, i E, i F mit kleinerem Vorwiderstand und größerer Motordrehzahl.
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Wird von »Auf« nach »Ab« umgeschaltet, so wird das »Voreilen« der
Hilfswalze Hw gegenüber dem Kontaktarm K im Triebfahrzeug 1I zum »Nacheilen«. Es
werden deshalb die Kontakte i E und i F durch das »Auf«-Relais RA unterbrochen und
die Widerstände V4 und V" über die Kontakte i H, i K, i F den Antriebsmotoren
AM vorgeschaltet. Die sinngemäße Schaltung der Widerstände h4 und V5 ist
dann wiederhergestellt.
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Fällt die Steuerung des Triebfahrzeuges 1I außer Tritt, d. h. läuft
die Hilfswalze Hw dem
Kontaktarm K über einen gewissen Winkel hinaus vor oder
nach, so wird die über die Kontakte 03, 02, 0l, O verlaufende Erdleitung der Trennschütze
Ti und T2 am Kontakt 03 des Kontaktarmes K unterbrochen und die Steuerung damit
abgeschaltet.
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In Fig.2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
dargestellt. Es sind hierbei nur die für die Darstellung der Schaltung der Vorwiderstände
notwendigen Kontakte und Leitungen gezeichnet. Die Ströme der Antriebsmotoren
AM verlaufen für »Aui« und »Ab«, »Voreilen« und »Nacheilen« genauso wie in
der Schaltung nach Fig. i. Es liegen jedoch hier die Wider-.stände L'4 und V5 auf
der Hilfswalze Hw. Außerdem haben diese Widerstände V4 und, U., Anzapfungen, die
von den Kontaktfingern i G und 11
nacheinander geschaltet werden. Die Wirkung
dieser Widerstände h4 und V5 ist im übrigen dieselbe., wie an Hand der Fig. i beschrieben.
Es kommt auch dabei darauf an, ob die Verstellung der Hilfswalze Hw im Sinne »Auf«
oder »Ab« erfolgt und ob die Hilfswalzen beider Triebfahrzeuge gleich schnell laufen
oder nicht. Dadurch werden mehr oder weniger große Teile der Widerstände V4 und
h5 den Antriebsmotoren AM vorgeschaltet, so daß diese mehr oder weniger rasch
umlaufen, je nachdem sich die Drehreglerempfängermaschinen De und die Hilfs'vvalze
Hzv aus der Normalstellung x entfernen.