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Schaltungsanordnung für elektrische Triebfahrzeuge mit selbsttätigem
stromabhängigem Ablauf des Anfahr- und des Bremsvorganges Es sind schon verschiedene
Vorschläge bekanntgeworden, die darauf abzielen, bei elektrischen Triebfahrzeugen
die Anfahrbeschleunigung und die Bremsverzögerung bei wechselnder Belastung des
Triebfahrzeuges konstant zu halten. So sind beispielsweise Einrichtungen beschrieben
worden, durch die ein Fortschaltrelais, das die Beschleunigung und die Verzögerung
des Triebfahrzeuges bestimmt, in Abhängigkeit von der Nutzlast bzw. von dem Gewicht
der Fahrgäste mit Hilfe der von diesem verursachten Durchbiegung der Wagenfedern
beeinflußt wird.
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Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art beeinfiußt die von der
Nutzlast abhängige Durchfederung des Wagenkastens die Erregerspule eines Fortschaltrelais
so, daß dessen Einstellung nur während des Stillstandes des Triebfahrzeuges erfolgt,
während der Fahrt aber infolge einer Verriegelung nicht mehr durch Fahrstöße und
Federspiel beeinflußt werden kann. Es ist auch schon bekannt, das Fortschaltrelais
mit einem hydraulischen System zu verbinden, das vorübergehende Laststöße von dem
Fortschaltrelais fernhalten soll.
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In Anbetracht der heute in zunehmendem Maße verkehrenden Leichtmetall-Triebfahrzeuge
mit ihrem im Verhältnis zur Nutzlast geringen Eigengewicht kommt einer einfachen
und mit geringem Aufwand arbeitenden Einrichtung zur Erzielung eines von der Fahrzeugbelastung
abhängigen Fortschalt-Stromwertes eine immer größere Bedeutung zu. Die Erfindung
zeigt eine neue Lösung der Aufgabe, die Nutzlast des Triebfahrzeuges während des
Stillstandes zu erfassen und während der Fahrt störende Einflüsse, beispielsweise
Schwingungen des Wagenkastens, Unebenheiten der Gleise und Schienenstöße, auf den
Fortschalt-Stromwert auszuschalten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für elektrische
Triebfahrzeuge mit selbsttätigem stromabhängigem Ablauf des Anfahr- und des Bremsvorganges
und mit einem Fortschaltwerk, bei dem der Fortschalt-Stromwert entsprechend der
Fahrzeugbelastung während des Stillstandes eingestellt und während der Fahrt nicht
mehr verändert wird. Die Erfindung besteht darin, daß beim Stillstand des Triebfahrzeuges
über den Ruhekontakt eines Hilfsrelais und über Kontakte von Schaltgeräten, die
von der Durchfederung des Wagenkastens beeinflußt werden, je nach der gewünschten
Anzahl der Stichwerte des erfaßten Wagenkastengewichtes entweder ein oder mehrere
Speicherrelais erregt werden, die Kontakte besitzen, die den Wert eines Widerstandes
einstellen, der im Stromkreis der Grunderregung einer Wirbelstrombremse an dem Fortschaltwerk
liegt und dessen Drehgeschwindigkeit beeinflußt. Dabei wird nach der Erfindung weiterhin
gleichzeitig mit der Einschaltung der Fahrschaltung ein Hilfsrelais eingeschaltet,
das über einen Arbeitskontakt die Erregung entweder des oder der Speicherrelais
übernimmt und sich dann über Kontakte einer Fahrbrems-Steuerwalze und über einen
Selbsthaltekontakt bis zur Abschaltung der vorletzten Bremsstufe selbst hält. Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung wird die Durchfederung des Wagenkastens an
mindestens zwei Meßstellen zwischen dem Wagenkasten und den Achsen zwischen dem
Wagenkasten und den Drehgestellen durch je ein Schaltgerät erfaßt, das für jedes
Speicherrelais einen Kontakt besitzt. Beim Vorhandensein von zwei oder mehreren
Kontakten an diesen Schaltgeräten schließen die Kontakte nacheinander entsprechend
der Fahrzeugbelastung, und die einander entsprechenden Kontakte dieser Schaltgeräte
sind miteinander in Reihe geschaltet.
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Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, nämlich
die Erfassung der Fahrzeugbelastung im Stillstand bis zu demjenigen Augenblick,
in dem die erste Fahrstufe eingeschaltet wird, hat erhebliche Vorteile vor einer
bereits bekannten Anordnung, die mit Türkontakten arbeitet. Denn die Abfahrt eines
Triebfahrzeuges muß nicht immer unmittelbar nach dem Schließen seiner Türen erfolgen.
In der Zwischenzeit verteilen sich die Fahrgäste im Triebfahrzeug, und ihr Gewicht,
das an mindestens
zwei Stellen gemessen wird, kann von diesen Meßstellen,
deren ermittelten Werte gemeinsam erst den Fortschalt-Stromwert bestimmen, bis zu
demjenigen Augenblick, in dem das Triebfahrzeug tatsächlich abfährt, genauer erfaßt
werden, als wenn man die Schaltung von dem Zustand der Triebfahrzeugtüren abhängig
machen würde. Hierbei sei erwähnt, daß im Sommer die Fahrzeugtüren oft auch während
der Fahrt geöffnet werden dürfen. Im übrigen sollte es den Fahrgästen grundsätzlich
möglich sein, die Fahrzeugtüren während der Fahrt zu öffnen.
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Die Zeichnung erläutert die Schaltungsanordnung nach der Erfindung
an dem Beispiel einer dreistufigen Gewichtserfassung entsprechend zwei Speicherrelais.
FB ist ein Teil der Fahrbrems-Steuerwalze. Mit _1 und 2 sind die Speicherrelais
bezeichnet. Diese besitzen Kontakte 3 und 4 bzw. 5 und 6. Mit _7 ist ein Hilfsrelais
bezeichnet. Dieses besitzt außer einem Ruhekontakt 10 einen Selbsthaltekontakt 8
und einen Arbeitskontakt 9. Die beiden von der Nutzlast beeinflußten Schaltgeräte
sind mit 11 und 12 bezeichnet. Sie sind beispielsweise als zweistufige Nockenschalter
ausgebildet und besitzen Arbeitskontakte 13 und 14 bzw. 15 und 16. Wie aus der Zeichnung
ersichtlich ist, schließen die Arbeitskontakte 13 und 15 je nach der Fahrzeugbelastung
vor den Arbeitskontakten 14 und 16. Dabei ist die Anzahl der verwendeten
Speicherrelais gleich der Anzahl der in jedem Schaltgerät vorhandenen Kontakte.
In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel lassen sich mit zwei Speicherrelais
insgesamt drei Stichwerte des Wagenkastengewichtes erfassen. Der erste Stichwert
ist dadurch gegeben, daß bei zu geringer Fahrzeugbelastung keiner der vorgesehenen
Kontakte geschlossen wird. Mit 18 ist eine auf die Fahrbrems-Steuerwalze FB einwirkende
Wirbelstrombremse bezeichnet, die zwei Wicklungen besitzt, von denen die eine vom
Strom Ihfot der Fahrmotoren und die andere von einem Steuerstrom als Grunderregung
über einen regelbaren Vorwiderstand 19 durchflossen wird. Parallel zu diesem Vorwiderstand
19 liegen die Kontakte 4 und 6 der Speicherrelais 1 und 2.
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Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Alle Arbeitskontakte der
Schaltgeräte 11 und 12 sind in der Zeichnung geöffnet dargestellt, was dem ersten
Stichwert des Wagenkastengewichtes entspricht; die Belastung ist noch nicht so groß,
daß die Schaltgeräte 11 bzw. 12 ihre Arbeitskontakte 13 und 15 schließen. Sobald
eine gewisse Nutzlast und ihre gleichmäßige Verteilung erreicht sind, schließen
die Arbeitskontakte 13 und 15 entsprechend dem zweiten Stichwert des Wagenkastengewichtes.
Die Arbeitskontakte 14 und 16 bleiben jedoch geöffnet, solange die dem dritten Stichwert
des Wagenkastengewichtes entsprechende Belastung noch nicht erreicht ist. Es fließt
nun ein Erregerstrom über den Ruhekontakt 10 des Hilfsrelais 7 und über die beiden
Arbeitskontakte 13 und 15 der Schaltgeräte 11 und 12 durch die Magnetspule des Speicherrelais
1. Dadurch wird der Kontakt 4 geöffnet, der die Grunderregung der Wirbelstrombremse
18 verändert (verringert) und damit den Fortschalt-Stromwert beeinflußt (erhöht),
während der als Selbsthaltekontakt wirkende Kontakt 3 geschlossen wird.
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Sobald die Steuerung auf »Fahren« geschaltet wird, läuft die durch
einen nicht dargestellten Steuermotor angetriebene Fahrbrems-Steuerwalze FB von
der Stellung »0« nach »Fahren«, wobei ihre Drehgeschwindigkeit durch die Wirbelstrombremse
18 beeinflußt wird. Auf der ersten Fahrstufe wird über die Fahrbrems-Steuerwalze
FB das Hilfsrelais 7 erregt, das seinen Selbsthaltekontakt 8 und seinen Arbeitskontakt
9 schließt und seinen Ruhekontakt 10 öffnet. Das hat zur Folge, daß nunmehr das
Speicherrelais 1 seinen Erregerstrom über die Fahrbrems-Steuerwalze FB, den Arbeitskontakt
9 des Hilfsrelais 7 eine Sperrzelle 17 und über seinen als Selbsthaltekontakt wirkenden
Kontakt 3 erhält. Wird die Steuerung auf »Bremsen« geschaltet, so läuft die Fahrbrems-Steuerwalze
FB von der erreichten Fahrstufe ungebremst (durch einen Freilauf) nach der Stellung
»0« zurück und dann - durch die Wirbelstrombremse 18 wieder gebremst - nach »Bremsen«.
Beim Ablaufen der Kontakte der Fahrbrems-Steuerwalze FB auf der letzten Bremsstufe
wird der Strom für die Magnetspule des Hilfsrelais 7 unterbrochen, so daß dieses
in seine Ruhelage zurückkehrt. Das Triebfahrzeug ist nunmehr zum Stillstand gekommen,
und bei einer etwaigen Gewichtsänderung ist die Schaltungsanordnung bereit, eine
neue Gewichtserfassung vorzunehmen.
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Es sei nun angenommen, daß auf der erreichten Haltestelle die Nutzlast
des Triebfahrzeuges so vermehrt wird, daß die beiden Schaltgeräte 11 und 12 auch
ihre Arbeitskontakte 14 und 16 schließen. Dann wird zusätzlich die Magnetspule des
Speicherrelais 2 erregt, so daß sein Kontakt 6 für den Vorwiderstand 19 geöffnet
und sein als Selbsthaltekontakt wirkender Kontakt 5 geschlossen wird, wobei sich
alles weitere im einzelnen so abspielt wie oben geschildert wurde.
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Wird nun die Nutzlast des Triebfahrzeuges so weit verringert, daß
die Arbeitskontakte 14 und 16 der Schaltgeräte 11 und 12 öffnen, so
muß das Speicherrelais 2 wieder abfallen. Damit es sich über seinen als Selbsthaltekontakt
wirkenden Kontakt 5 nicht selber hält, und zwar über den Stromweg (-f-), Ruhekontakt
10 des Hilfsrelais 7, Arbeitskontakt 13 und 15 der Schaltgeräte 11 und 12 als Selbsthaltekontakt
wirkender Kontakt 3 des erregten Speicherrelais 1, als Selbsthaltekontakt wirkender
Kontakt 5 und Spule des Speicherrelais 2, (-), wird dieser Stromweg zum Speicherrelais
2 mit Hilfe der Sperrzelle 17 gesperrt.
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Nach der Zeichnung muß die Fahrbrems-Steuerwalze FR immer die letzte
Bremsstufe, wie oben erläutert, erreichen, damit das Hilfsrelais 7 abfällt und im
Stillstand das Fahrzeuggewicht neu erfaßt werden kann. Sollte aber wegen vorhandener
Zusatzbremsen oder elektromechanischer Bremsen die zwangläufige Durchschaltung der
Fahrbrems-Steuerwalze bis zur letzten Kurzschluß-Bremsstufe nicht gegeben sein,
so kann das Abfallen des Hilfsrelais 7 durch zusätzliche Kontakte, die von den Zusatzbremsen
gesteuert werden, erreicht werden. Die Unterbrechung des Selbsthaltestromkreises
des Hilfsrelais 7 im Stillstand des Triebfahrzeuges läßt sich auch durch einen Drehzahlwächter
od. dgl. erreichen.