Mehrfachsteuerung für elektrische Fahrzeuge mit einem pneumatischen Motor zum Antrieb des Hauptkontrollers Die Fahrt- und Bremsstufen elektrischer Fahr zeuge mit mehrfacher Steuerung werden im allgemei nen durch Hauptkontroller eingestellt, welche elek trisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydrau lisch angetrieben werden. Die Wirkungsweise des Hauptkontroller-Antriebes ist hierbei von der Ver drehung des Steuerkontrollers abhängig, das heisst davon, wie der Steuerkontroller dem Antrieb des Hauptkontrollers Befehle erteilt.
Den Nachteil der bisher bekannten Steuerungen bildet, dass die Steuer- und Hauptkontroller meistens eine Klinkenvorrichtung aufweisen, welche im Betrieb eine oftmalige Kontrolle und Wartung erfordert. Die Steuerkontroller sind dabei kompliziert und nehmen oftmals bedeutende Ausmasse an, was auch ihre Un terbringung im Fahrzeuge (am Führerstand) er schwert.
Die erfindungsgemässe Steuerung ist dadurch ge kennzeichnet, dass ein Teil der Kontaktvorrichtung zum Betätigen der elektromagnetischen Ventile des pneumatischen Motors durch eine oder mehrere Fe dern in einer neutralen Lage gehalten wird, und dass Elektromagnete vorgesehen sind, um diesen Teil in die Lage für den Vorwärts- bzw. Rückwärtsgang des pneumatischen Motors zu verschwenken.
Bei der im weiteren als Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebenen und in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Steuerung wird für den An trieb des Hauptkontrollers ein vierzylindriger pneu matischer Motor verwendet, welcher den Hauptkon- troller ohne Klinkenvorrichtung fixiert. Der Steuer- kontroller ist hierbei durch einfache Schalter ersetzt, so dass die oftmalige Kontrolle und Wartung ent fällt. Die Anordnung der Schalter nimmt am Führer- stand einen sehr geringen Raum ein, und die Steue rung ist einfach.
Der Hauptkontroller 1 wird mittels Ritzel 5 und Zahnrad 6 durch den pneumatischen Motor 2 ange trieben, welcher durch die elektromagnetischen Zwil lingsventile 3, 4 betätigt wird.
Der pneumatische Motor 2 weist vier Zylinder auf, welche eine rotierende Bewegung erzeugen. Die Zylinder sind in zwei Paaren angeordnet, welche mit einander einen Winkel von 90 einschliessen. Jedes Zylinderpaar wird von einem elektromagnetischen Zwillingsventil 3 bzw. 4 betätigt.
Die elektromagnetischen Zwillingsventile 3, 4 sind dreiwegig. Wenn das eine Ventil 3 oder 4 ohne Strom ist, so verbindet es einen Zylinder des zuge hörigen Zylinderpaares mit dem Luftbehälter und den zweiten Zylinder des gleichen Paares mit der Atmo sphäre. Wird der Strom eingeschaltet, so verbindet es den zweiten Zylinder des Paares mit dem Luftbehälter und den ersten mit der Atmosphäre.
Die Welle des pneumatischen Motors 2 ist zwei fach gekröpft. Jeder Kröpfung sind zwei Pleuelstan gen zugeordnet, wobei jede von ihnen je einem Zy linderpaar zugehörig ist.
Durch die beschriebene Anordnung des pneu matischen Motors 2 und der elektromagnetischen Zwillingsventile 3, 4 wird erreicht, dass sich immer zwei Zylinder des Motors unter Druck befinden und der Motor vier Drehlagen besitzt, in welchen er sich selbst fixiert, denn in diesen Lagen wirken immer zwei Pleuelstangen gegeneinander, so dass das Drehmoment des pneumatischen Motors aufgehoben wird.
Die elektromagnetischen Zwillingsventile 3, 4 kön nen durch vier einfach wirkende Ventile ersetzt wer- den, wobei zwei von ihnen durch Arbeitsstrom und zwei durch Ruhestrom betätigt werden. Das einfach wirkende elektromagnetische Ventil ist zweiwegig. Wenn es für Arbeitsstrom konstruiert ist und ein geschaltet wird, so verbindet es den einen Zylinder des vierzylindrigen pneumatischen Motors mit dem Luftbehälter und unterbricht zugleich die Verbindung mit der Atmosphäre. Wenn es ausgeschaltet wird, ver bindet es den genannten Zylinder mit der Atmo sphäre, währenddem es dessen Verbindung mit dem Luftbehälter absperrt. Das einfachwirkende, für Ruhe strom gebaute elektromagnetische Ventil arbeitet im umgekehrten Sinn.
Gegebenenfalls können auch alle vier Ventile durch Arbeits- oder Ruhestrom wirken.
Der Kontakt 7 des Hauptkontrollers 1 verbindet die Daumen A, C abwechslungsweise leitend mit dem Daumen B. Weiters sind am Hauptkontroller 1 die Kontakte 8, 9 leitend mit dem Kontakt 7 verbunden, durch welche die Daumen<I>D,</I> E mit dem Daumen<I>B</I> verbunden werden können. Die angeführten Kontakte 7 bis 9 und die Daumen<I>A</I> bis<I>D</I> können durch Nockenschalter ersetzt werden.
Die Daumen<I>A, B, C</I> sind auf einem gemein samen Träger 10 befestigt, welcher durch Federn 11, 12 in der neutralen Lage gehalten wird. Sie können aus dieser Lage in der einen oder andern Richtung durch die Elektromagnete 13, 14 mit den Ankern 15, 16 verschwenkt werden für den Gang des pneuma tischen Motors 2 vorwärts<I>(VP)</I> oder rückwärts (VZ), das heisst in Richtung ansteigender oder sinkender Fahrstufen des Hauptkontrollers. Die gleiche Wir kung wird erzielt, wenn der Kontakt 7 aus der neu tralen Lage entsprechend verschwenkt wird oder die Nocken, welche einen Antriebsbestandteil der Nok- kenschalter bilden,
welche die Ventile 3, 4 einschal ten.
Die Daumen E, D sind auf einem festen Träger des Hauptkontrollers 1 aufgesetzt, und ihre Lage ändert sich nicht. Am festen Träger kann auch der Daumen B aufgesetzt sein.
Bei Verwendung mechanisch betätigter Ventile wird die Drehrichtung des pneumatischen Motors 2 dadurch geändert, dass die Nocken aus der neutralen Lage in der einen oder andern Richtung verschwenkt werden, und zwar durch Verdrehung auf ihrer Welle. Wenn sie auf der Welle des pneumatischen Motors 2 gelagert sind, so werden sie auf ihr nach jeder Seite um 90 verschwenkt. Befinden sie sich auf einer an dern Welle, so ändert sich dieser Winkel entsprechend der Übersetzung, welche beide Wellen verbindet. In die neutrale Lage kehren die Nocken durch eine Feder zurück; die Form der Nocken entspricht hierbei der gewünschten Wirkungsweise der Ventile.
Anstatt der Nocken können auch die mechanisch betätigten Ventile aus der neutralen Lage verschwenkt werden, und zwar entweder elektromagnetisch oder pneu matisch.
Weitere Bestandteile der Steuerung bilden die Drucktastenschalter 17, 18, der Schalter 19, das Steuerrelais 20 und die Kupplungen 21, 22 für die Mehrfachsteuerung.
Die Schalter 17, 18 können auch in einem Um schalter vereinigt sein. Gegebenenfalls können auch alle drei Schalter 17, 18, 19 als einziger Schalter ausgeführt werden. Der Hauptkontroller 1 ist ausser mit den dargestellten Schwachstromdaumen A bis E und den Kontakten 7 bis 9 auch mit Signalkontakten, mit Schaltern zur Verbindung der Hauptstromkreise und mit Schaltern zum Ausschalten der Anlaufwider stände versehen.
Durch Niederdrücken des Drucktastenschalters 18 erhält der Elektromagnet 14 Strom, und zwar vom Pluspol der Batterie über die Kontaktvorrichtung B, 7, 8, D des Hauptkontrollers, die Kontakte K, L des Schalters 19, die Kontakte<I>H, J</I> des Schalters 18 und die Kontakte<I>P, N</I> des Steuerrelais 20. Der Anker 16 zieht daher an, wodurch der Träger 10 mit den Daumen<I>A, B,</I> C aus der neutralen Lage<I>N</I> um eine Teilung der Kontaktflächen nach rechts in die Lage <I>VP</I> für den Vorwärtsgang des pneumatischen Motors 2 versetzt wird.
Dadurch schaltet der Daumen C des Hauptkontrollers mit Voreilung um eine Lage das elektromagnetische Zwillingsventil 3 ein, und der pneu matische Motor 2 verdreht den Hauptkssntroller 1.in die Lage I. Dadurch wird über den Daumen A das elektromagnetische Zwillingsventil 4 eingeschaltet, das heisst, es wird dem pneumatischen Motor 2 der Befehl zum Verdrehen des Hauptkontrollers 1 in die Lage 1I erteilt. Der Daumen C, welcher gegenüber der neutralen Lage um eine Lage voreilt, schaltet hierbei aus, das heisst, das Zwillingsventil 3 wird stromlos. Dies bedeutet wiederum einen Befehl zur Verdrehung des pneumatischen Motors 2 um einen weiteren Schritt.
Der pneumatische Motor 2 dreht sich daher so lange, bis der Hauptkontroller 1 in die letzte Lage XII gelangt. Hinter der letzten Lage XII des Hauptkontrollers 1 befindet sich die freie Lage Z2, in welcher die elektromagnetischen Zwillings ventile 3, 4 keinen neuen Befehl erhalten, da sich bei der Verdrehung des Hauptkontrollers 1 von der Lage XI in die Lage XII an der Verbindung der Daumen untereinander durch die Kontakte 7, 8, 9 nichts mehr ändert.
Der pneumatische Motor 2 und auch der Haupt- kontroller 1 kommen somit in der letzten Lage XII zum Stillstand.
Wenn der pneumatische Motor 2 durch mecha nisch angetriebene Ventile betätigt wird, so wird in den freien Lagen Z1, Z2 durch eine geeignete Kon taktvorrichtung der Elektromagnet oder das elektro magnetische Ventil ausgeschaltet, durch welche eine Verschwenkung der Ventilnocken aus der neutralen Lage erzielt wird.
Wird der Drucktastenschalter 18 während der Verdrehung des Hauptkontrollers 1 geöffnet, so dass durch die Kontakte<I>H, J</I> der Strom im Elektromagnet 14 unterbrochen wird, so bringt die Feder 12 den Träger 10 mit den Daumen<I>A, B,</I> C in die neu trale Lage zurück. Die Voreilung der Daumen<I>A, B, C</I> wird dadurch aufgehoben, und der pneumatische Mo tor 2 sowie auch der Hauptkontroller 1 kommen daher zum Stillstand.
In ähnlicher Weise wirkt die Steuerung auch beim Niederdrücken des Drucktastenschalters 17, jedoch mit dem Unterschied, dass der Elektromagnet 13 den Träger 10 mit den Daumen<I>A, B,</I> C in die Lage<I>VZ</I> für den Rückwärtsgang des pneumatischen Motors 2 verschiebt.
In der Nullage des Hauptkontrollers 1 wird der pneumatische Motor 2 in gleicher Weise stillgesetzt wie in der letzten Lage, denn ausserhalb der Nullage ist abermals eine freie Lage (Z1) vorgesehen, in wel cher sich die Ein- oder Ausschaltung der Kontakt vorrichtung<I>A, B,</I> C, 7 in bezug auf die Nullage nicht ändert.
Wenn der Handgriff des Schalters 19 derart ver- schwenkt wird, dass bloss die Kontakte L, K mitein ander verbunden sind, und wird hierbei der Schalter 18 niedergedrückt, so wird der Elektromagnet 14 ein geschaltet. Durch seine Wirkung schaltet der Daumen C das elektromagnetische Ventil 3 ein, und der pneu matische Motor 2 stellt den Hauptkontroller 1 in die Lage I. Damit wird aber durch den Daumen D der Strom im Elektromagnet 14 wieder unterbrochen, die Feder 12 bringt den Träger 10 mit den Daumen <I>A, B,</I> C in die neutrale Lage zurück, und der Haupt- kontroller 1 wird stillgesetzt.
Durch Einschalten der Kontakte L, M des Schalters 19 gelangt der Haupt- kontroller 1 in die Lage 1I.
Durch den Schalter 19 kann der Hauptkontroller 1 somit stufenweise ohne besondere Aufmerksam keit eingestellt werden. Der pneumatische Motor 2 dreht sich hierbei entweder vorwärts oder rückwärts, je nachdem, ob der Schalter 18 oder 17 eingeschaltet ist.
Der Schalter 19, die Daumen D, E und die Kon takte 8, 9 des Hauptkontrollers können auch weg gelassen werden, wobei der Strom zu den Schaltern 17, 18 unmittelbar vom Pluspol der Batterie zugeführt wird. Die stufenweise Steuerung wird sodann durch kurzzeitiges Einschalten der Schalter 17, 18 vorge nommen.
In die Stromzuführung zum Elektromagnet 14 sind die Kontakte N, P des Steuerrelais 20 eingeschal tet. Bei erhöhtem Traktionsstrom zieht das Relais an, und die Kontakte N, P schalten aus. Während das Steuerrelais 20 angezogen und die Kontakte N, P un terbrochen sind, ist der Strom im Elektromagnet 14 unterbrochen, und die Daumen<I>A, B,</I> C befinden sich daher in der neutralen Lage N. Der Hauptkontroller verbleibt daher auf einer bestimmten Stufe, und dies so lange, als der Traktionsstrom nicht unter den eingestellten Anzugswert des Relais 20 sinkt und die Kontakte N, P dieses Relais nicht neuerlich einschal ten.
Die Kontaktvorrichtung<I>A, B, C,</I> 7 des Haupt- kontrollers 1 schaltet die elektromagnetischen Ventile 3, 4 des eigenen pneumatischen Motors 2 ein und aus, und dies nicht nur bei Solofahrt, sondern auch bei Mehrfachsteuerung. Daneben sind die elektro magnetischen Ventile 3, 4 einpolig an zwei Leiter der Mehrfachkupplungen 21, 22 angeschlossen, so dass bei Mehrfachsteuerung die elektromagnetischen Ven tile 3 und 4 des ganzen Zuges parallel geschaltet sind. Dasselbe gilt für die Elektromagnete 13 und 14. Bei Mehrfachsteuerung schaltet man vom Steuerfahrzeug aus mittels der Druckknöpfe 17, 18 oder des Schalters 19 die Elektromagnete 13 oder 14 in allen mehrfach angeschlossenen Fahrzeugen gleichzeitig ein.
Die Daumen B des Hauptkontrollers 1 eines jeden Fahr zeuges sind an den Pluspol der Batterie des eigenen Fahrzeuges angeschlossen. Die Daumen A, C sind mit den Leitern der Mehrfachkupplungen verbunden, an welche auch die magnetischen Ventile 3, 4 an geschlossen sind, deren Minuspol mit dem Rahmen des Wagens verbunden ist. Wenn die pneumatischen Motoren 2 mit den Hauptkontrollern 1 der mehr fach angeschlossenen Fahrzeuge mit ungleicher Ge schwindigkeit laufen, so erhalten, beim Einschalten, die Ventile 3, 4 des verspäteten Motors Strom aus der Batterie des Fahrzeuges, dessen pneumatischer Motor schneller läuft, und zwar von dessen Daumen <I>C, A</I> durch den zugehörigen Leiter der Mehrfachkupp lung.
Umgekehrt halten beim Ausschalten die Dau men<I>C, A</I> des langsamsten Motors die Ventile 3, 4 der schnelleren Motoren noch unter Strom, so dass alle Ventile 3, 4 den (verspäteten) Ausschaltbefehl gleichzeitig bekommen. Auf diese Weise synchroni siert sich der Gang der pneumatischen Motoren 2 und der Gang der Hauptkontroller 1 aller mehrfach ge steuerten Fahrzeuge. Ausschlaggebend sind dabei jene Stellungen des Hauptkontrollers, in denen beide elek tromagnetischen Ventile 3, 4 bzw. die Daumen<I>C, A</I> entweder eingeschaltet (11, VI, X) oder ausgeschaltet (0, IV, VIII, XII) sind.