DE701241C - Steuereinrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe von Motorfahrzeugen, insbesondere durch Brennkraftmaschinen ueber ein mechanisches Getriebe angetriebenen Schienentriebwagen - Google Patents

Description

Der Betrieb von durch. Brennkraftmaschinen über ein mechanisches Getriebe angetriebenen Schienentriebwagen ergab bisher insofern besondere Schwierigkeiten alsbesonders hohe Ansprüche an die Aufmerksamkeit des Fahrers gestellt wurden, der eine Vielzahl von Einstelleinrichtungen für Motor und Getriebe bedienen mußte, insbesondere, wenn der Triebwagen oder der Triebwagen-

to zug eine Mehrzahl von Einzelmotoren aufweist, die je nach Bedarf einschaltbar sind. Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer Steuereinrichtung, durch die die für den Fahrbetrieb notwendigen Schaltvorgänge ver-

«5 einfacht werden, so daß die Aufmerksamkeit des Fahrers fast restlos für die Beobachtung der Strecke zur Verfügung steht. Es ist bereits bekannt, den Fahrbetrieb dadurch zu vereinfachen; daß für das. Einschalten der einzelnen Getriebestufen in dem Stufengetriebe zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern selbsttätige Einrichtungeia angewendet werden, so daß der Fahrer an einem Handhebel ähnlich wie mit einem Vorwähler die beabsichtigte neue Getriebestufe einstellen kann, während das Einschalten dieser neuen Stufe und der etwa erforderlichen Zwischenstufen selbsttätig in Abhängigkeit von einem durch die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuerten Schalter erfolgt, wobei für die Durchführung der Schaltungen schaltbare Hilfskräfte, d. h. Elektrizität,, Drucköl o. dgl., angewendet werden. Auch bei der neuen Schalteinrichtung wird eine derartige Schaltung angewendet, jedoch unter wesentlicher Vereinfachung der Handhabung-. Diese Vereinfachung der Handhabung wird nach der Erfindung in der folgenden. Weise

erreicht. Am Führerstand wird zunächst ein Handschalter für die schaltbare Hilfskraft angeordnet, der mit einem selbsttätigen drehzahlabhängigen Schalter in der bereits geschilderten Weise so zusammenwirkt, daß das,.; Einschalten einer neuen Getriebestufe erfolgt, wenn einerseits der Handschalter und außerdem der selbsttätig in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuerte Schalter ίο auf die betreffende Stufe eingestellt ist; außer diesen beiden Schaltern wird dann noch in den gleichen Kreislauf der Hilfskraft ein weiterer Ein- und Ausschalter als Hauptfahrschalter in Hintereinanderschaltung mit den •5 anderen genannten Schaltern angeordnet. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Einstellen der beabsichtigten Höchstgeschwindigkeit am Handschalter für die einzelnen Getriebestufen auch bei stillstehendem Fahrzeug möglich ist: so soll das Fahrzeug in Gang gesetzt werden, so braucht vom Fahrer danach nur der Hauptfahrschalter betätigt zu werden; das Einschalten des Hauptfahrschalters bewirkt dann, daß das Fahrzeug die beabsichtigte Ge- »5 schwindigkeit mit der größtmöglichen Beschleunigung erreicht und diese Geschwindigkeit dann einhält. Beim Ausschalten des Hauptfahrschalters läuft das Fahrzeug antriebslos frei aus, und der Antrieb wird bis zur gewünschten Höchstgeschwindigkeit wieder aufgenommen, wenn der Hauptfahrschalter wieder eingeschaltet wird. Der ganze Fahrbetrieb läßt sich also durch die Handhabung eines einzigen einfachen Schalters, also etwa eines einzigen Druckknopfes, restlos regeln. Der beabsichtigte Zweck ist damit vollständig erreicht; eine einfachere Betriebsweise ist nach dem heutigen Stande der Technik nicht denkbar; die Handhabung des Fahrzeuges wird damit bei durch Brennkraftmaschinen bewirktem Antriebe genau so einfach wie bei einem rein elektrischen Antriebe, trotz der Anwendung eines Stufenzahnrädergetriebes für die Brennkraftmaschine.
♦5 Die Betriebssicherheit der Einrichtung entspricht dabei allen denkbaren Anforderungen; sie kann im übrigen durch die Einfügung von Umschaltern noch erhöht werden, die den übergang vom halbselbsttätigen Betrieb auf eine unmittelbare Schaltung der Getriebestufen vom Führerstand aus ermöglichen. Ein weiterer Vorteil der Anordnung liegt darin, daß die Schaltung auch in besonders einfacher Weise die Handhabung einer Vielzahl ran Motoren im gleichen Fahrzeug oder in mehreren Fahrzeugen eines Triebwagenzuges mit einem einzigen Hauptfahrschalter zuläßt. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele durch je ein Schaltschema dargestellt sind. Abb. ι zeigt die einfachste Form der Einrichtung zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung. Am unteren Rande der Abbildung ist der Motor M dargestellt, dessen 'Motorwelle zu dem dreistufigen Getriebe G führt; von diesem Getriebe führt eine Welle zu den Treib rädern. Die Kupplungen der drei Stufen des Zahnrädergetriebes G werden durch drei elektrische Kupplungsantriebe K betätigt; der Strom hierzu wird einer elektrischen Stromquelle Q entnommen. Bei dem Beispiel dient also Elektrizität als schaltbare Hilfskraft, und der elektrische Stromkreis wird über die Schalter am Führerstande geführt. Der Kreislauf des Stromes führt also von der Stromquelle Q zunächst zum Hauptfahrschalter F, dann zu dem Handschalter H, der lediglich zum Einstellen der beabsichtigten Höchstgeschwindigkeit dient, also diejenigen Kupplungsantriebe K an die Stromversorgung anschließt, deren Betätigung in Frage kommen kann. Die Auswahl der zu betätigenden Kupplung erfolgt durch den selbsttätigen Wahlschalter W, der ebenfalle in Hintereinanderschaltung mit den anderen Schaltern in den Stromkreis eingeschaltet ist und der selbsttätig in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird. Diese Abhängigkeit ist im beiliegenden Schema durch eine Verbindung mit dem Drehzahlmesser!) an der getriebenen Welle des Getriebes G angedeutet.

Der Fahrbetrieb mit der bisher beschriebenen Einrichtung ergibt sich dann folgendermaßen: Noch im Stillstand des Fahrzeuges wird der Handschalter H auf die beabsichtigte Höchstgeschwindigkeit eingestellt, also beispielsweise auf die zweite Fahrstufe, so daß die ersten beiden Zuleitungen zu den Kupplungsantrieben K eingeschaltet sind. Soll das Fahrzeug die Fahrt aufnehmen, so wird einfach der Knopf des Fahrschalters F niedergedrückt. Daraufhin schaltet sich zunächst die erste Gangstufe im Getriebe G ein, denn bei der Drehzahl Null am Drehzahlmesser D gibt der Wahl schalter W nur dem Kupplungsantrieb der ersten Stufe Strom. Hat das Fahrzeug bei dieser Getriebestufe die Geschwindigkeit erreicht, die ein Weiterschalten no ermöglicht, so schaltet der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Schalter W die zweite Gangstufe ein, die nicht überschritten werden kann, da die dritte Gangstufe wegen der Stellung des Höchstgeschwindigkeits- «15 schalters H nicht in Tätigkeit gesetzt werden kann. Die Beschleunigung des Fahrzeuges auf die gewünschte Geschwindigkeit erfolgt also _: nach dem Niederdrücken des Fahrschalters F ebenso wie die Einhaltung der beabsichtigten Geschwindigkeit vollkommen selbsttätig; beim Loslassen des Fahrschalters F werden aber

alle' Kupplungsantriebe ausgeschaltet, was einen freien Auslauf des Fahrzeugs ergibt. Der beabsichtigte mühelose Fahrbetrieb ist damit ohne weiteres erreicht. Der Griff des Hauptfahrschalters F kann im übrigen mit einem Totmannknopf T ausgerüstet sein, der bei einem völligen Freilassen des Fahrknopfes in an sich bekannter Weise nach einer beliebigen Verzögerungszeit die Bremsung des

ίο Fahrzeuges veranlaßt.

Außer den Teilen, die zur Verwirklichung des Grundgedankens der Erfindung unbedingt erforderlich sind, ist in Abb. ι noch ein weiterer Teil gezeigt, nämlich der Umschalter TJ, der eine zweckmäßige Ergänzung der anderen Teile bildet. In der gezeichneten Stellung bleibt er ohne Einwirkung auf die bereits beschriebene Betriebsweise; wird er in seine andere Endstellung gebracht, so werden zunächst die Anschlußleitungen am Hauptfahrschalter F miteinander verbunden, dieser Schalter wird also außer Tätigkeit gesetzt und die Einstellung der jeweiligen Getriebestufen kann nur noch durch eine Bewegung des Handschalters H vorgenommen werden. Gleichzeitig werden aber auch die Zuleitungen zum Wahlschalter W überbrückt; der Handschalter H wird damit zum einzigen Schalter im Stromkreis der Hilfskraft. Durch

3<> Betätigung des Schalters U ist also dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, zwangsläufig mit dem Handschalter H ohne Rücksicht auf den jeweiligen Betriebszustand eine beliebige Getriebestufe im Getriebe G herzustellen. Der Fahrer hat also die Möglichkeit, in an sich bekannter Weise vom selbsttätigen bzw. halbselbsttätigen Betrieb auf eine rein willkürliche Einstellung der Getriebestufen überzugehen. Bei der Darstellung der Ausführung der einzelnen Schalter ist bei Abb. 1 noch vorausgesetzt, 'daß es sich bei dem Getriebe G um ein Getriebe mit Überholungseinrichtungen an den Kupplungen der einzelnen Stufen handelt, bei dem der Übergang von einer Getriebestufe zu einer höheren lediglich durch Zuschalten der Kupplung der neuen Stufe erfolgen kann. Bei anderen Getriebearten müßte also die Ausbildung der Schalter entsprechend abgeändert werden, was ohne

So besondere Schwierigkeiten möglich ist.

Die in Abb. 2 dargestellte Ausführungsform der Steuereinrichtung zeigt als Beispiel einige Abänderungsmöglichkeiten und Ergänzungen für die in ■ Abb. 1 dargestellte Schaltung, wobei die Ergänzungen hauptsächlich den Sonderfall berücksichtigen, daß bei einem Triebwagen oder Triebwagenzug mehrere Führerstände oder auch mehrere Motoren vorhanden sind, die wahlweise in Betrieb genommen wenden können. In diesem Falle .ist es zweckmäßig, den Stromkreis der Hilfskraft, der die Schalter am Führerstande durchläuft, von dem Stromkreis der Hilfskraft zur Betätigung der Einrückvorrichtungen K der Getriebekupplungen zu trennen. Das dadurch entstehende Schaltschema ist also in Abb. 2 gezeigt. Der rechte obere Teil dieser Abbildung entspricht fast vollständig der in Abb. 1 gezeigten Schaltung, zeigt also einen Stromkreis, jn dem die drei Schalter F, H, W hintereinandergeschaltet sind. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß in diesen Stromkreis nicht unmittelbar die Einrückvorrichtungen K der Getriebekupplungen eingeschaltet sind, sondern ein Motor S, der als Servomotor in Abhängigkeit vom Handschalter H geschaltet ist, so daß die von ihm angetriebene Steuerwelle einen Schalter S' in einem besonderen Stromkreis betätigt, der den Strom für die Einrückvorrichtungen K der Getriebekupplungen liefert. Auf diese Weise wird zunächst einmal der bekannte Vorteil erreicht, daß mit schwachen Schaltströmen die Schalter mit einem stärkeren Arbeitsstrom betätigt werden. Darüber hinaus ergibt sich noch für 'den vorliegenden Anwendungsfall die besonders vorteilhafte Möglichkeit, die Arbeitsstromkreise jedem einzelnen Motor zuzuordnen. Ist beispielsweise ein Triebwagen mit zwei Motoren ausgerüstet, so werden zweckmäßig von dem Schaltmotor 6¹ zwei voneinander getrennte Schalter S' für jeden der beiden Stromkreise angetrieben. Ebenso ist auf diese Weise eine einfache Schaltmöglichkeit für den Fall gegeben, daß von einem Führerstand aus die Motoren mehrerer Wagen eines Triebwagenzuges zu bedienen sind. Die hierbei erforderliche Schaltung ist in Abb. 2 ebenfalls angedeutet, indem von den zwischen dem Schalter H und dem Schaltmotor 5" liegenden Leitungen Zweigleitungen zu dem Verbindungskabel V führen, an das die Schalteinrichtung des oder der weiteren Wagen angeschlossen ist. Im Verbindungskabel V ist im übrigen auch eine Ader zur Verbindung aller Stromrückleitungen der Schaltstromkreise vorgesehen. Auf diese Weise ist erreicht, daß \^ron dem Führerstand eines Wagens ohne weiteres alle Schaltmotoren 6* aller im Trieb- 11 ο wagenzuge vorhandenen Motoren gleichzeitig gesteuert werden können. Da nicht nur die Schalter S, sondern auch die Schalter W den einzelnen Wagen zugeordnet sind, ist es sogar möglich, Wagen miteinander zu verbinden und gemeinsam zu fahren, bei denen die Stufenverhältnisse im Getriebe G etwas voneinander abweichen; der Stufenwechsel erfolgt dann an den einzelnen Getrieben beim Anfahren zu etwas verschiedenen Zeiten, ohne daß sonst Störungen dabei auftreten können.

Die Trennung der Steuerstromkreise von den Arbeitsstromkreisen ergibt außerdem noch die Möglichkeit, an jedem Führerstand zusätzlich Ausschalter A für jeden Motor des Fahrzeuges oder des Triebwagenzuges anzuordnen. Bei dem Beispiel nach Abb. 2 sind zwei derartige Schalter/1 dargestellt; die zugehörigen Stromleitungen sind der Übersicht halber mit gestrichelten Linien dargestellt. ίο Mit dem rechten der beiden dargestellten Schalter A kann der Motor M, der in der Zeichnung dargestellt ist, abgeschaltet werden, mit dem anderen Schalter A der Motor, zu dem das Verbindungskabel V führt. Bei mehr als zwei Motoren können dem Führerstand vreitere Schalter zugefügt werden. Wird der rechte Schalter^ geschlossen, so erhält damit ein Steuerstromkreis Strom, der gleichzeitig eine Abstellvorrichtung A' für den Brennstoffzufiuß des Motors M und eine Abstellvorrichtung A" zum völligen Ausschalten des zugehörigen Getriebes G durch Unterbrechung des Arbeitsstromkreises für die Einrückvorrichtungen K betätigt. Es kann also auf diese Weise jeder einzelne Motor des Triebwagens oder des Triebwagenzuges für sich ausgeschaltet werden, ohne daß sonst eine Änderung in der Wirkung der übrigen Schalteinrichtung und im Betriebszustand der anderen Motoren erfolgt. Soll ein ausgeschalteter Motor wieder in Betrieb genommen werden, so ist der zugehörige Schalter A im Zusammenhang mit dem Anlaßvorgang wieder zu öffnen. Durch entsprechende Sperreinrichtungen läßt sich erreichen, daß unmittelbar nach dem Anlassen der Arbeitsstromkreis der Kupplungen wieder wirksam wird und selbsttätig die richtige Getriebestufe im zugehörigen Getriebe einstellt. Mit der Steuereinrichtung läßt sich also auch ein Wechsel in der Zahl der jeweils arbeitenden Motoren oder eine wahlweise Benutzung der einzelnen Motoren jederzeit durchführen, ohne daß der Fahrer hierbei irgendeine besondere Aufmerksamkeit aufzubringen hat. Abb. 2 zeigt also einige wichtige Ergänzungen zu dem in Abb. 1 dargestellten Grundgedanken und läßt außerdem erkennen, daß noch weitere Änderungen und Ergänzungen ohne Schwierigkeiten möglich sind, daß also der Grundgedanke der Einrichtung beispielsweise auch bei einer Vielzahl von wahlweise in Betrieb zu nehmenden Führerständen und bei einer Vielzahl von Motoren ohne weiteres durchführbar ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Steuereinrichtung für Zahnräder-

   wechselgetriebe von Motorfahrzeugen, ins-

   fio besondere durch Brennkraftmaschinen über ein mechanisches Getriebe angetriebenen Schienentriebwagen, bei der zum Schalten der Getriebestufen eine durch Handschalter schaltbare Hilfskraft in der Weise angewendet wird, daß das Einschalten einer neuen Getriebestufe erfolgt, wenn einerseits der Handschalter und außerdem ein selbsttätig in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuerter Schalter im Kreislauf der Hilfskraft mindestens auf die betreffende Stufe eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ' im Kreislauf der Hilfskraft außer dem genannten Handschalter (H) und dem selbsttätigen drehzahlabhängigen Schalter (W) noch ein weiterer Ein- und Ausschalter (F) als Hauptfahrschalter in Hintereinanderschaltung mit den anderen Schaltern (H und W) angeordnet ist, so daß das Einstellen der beabsichtigten *° Höchstgeschwindigkeit am Handschalter (H) auch bei stillstehendem Fahrzeug möglich ist, während danach die Fahrbewegung lediglich durch Ein- und Ausschalten des Fahrschalters (F) regel- ⁸5, bar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzliche Anordnung eines von Hand bedienbaren Umschalters (U) am Führerstand, durch dessen Betätigung gleichzeitig der Hauptfahrschalter (F) und der selbsttätige drehzahlabhängige Schalter (W) überbrückbar (kurzschließbar) ist, so daß außer der normalen Fahrweise auch eine zwangsläufige Schaltung der Getriebestufen unmittelbar durch den Handschalter (H) möglich ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für die gemeinsame Steuerung mehrerer »0° Getriebe in einem oder mehreren miteinander gekuppelten Fahrzeugen mit mehreren wahlweise in Betrieb zu nehmenden Führerständen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Handschalter (H) und den Hauptfahrschalter (F) am Führerstand durchfließende Stromkreis der Hilfskraft nicht unmittelbar die Einrückvorrichtungen (K) der Getriebekupplungen betätigt, sondern einen Motor (S), der als no Servomotor vom Handschalter (H) abhängig ist und einen Schalter (5") in einem gesonderten Stromkreis zur Betätigung der Einrückvorrichtungen (JC) für die Getriebekupplungen steuert, wobei die zu den Führerständen führenden Leitungen parallel untereinander so verbunden sind, daß die Schalter (H und F) des im Betrieb befindlichen Führerstandes zusammen mit dem zugehörigen selbst- »ao tätigen Schalter (W) sämtliche den einzelnen Motoren (M) zugeordneten Schal-

   ter (.S") für die Kupplungsbetätigung gemeinsam beeinflussen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Führerstand zusätzlich ein Ausschalter (A) für jeden Motor des Fahrzeuges oder des Triebwagenzuges angeordnet ist, bei dessen Betätigung ein Stromkreis der Hilfskraft geschlossen wird, der gleichzeitig eine Abstellvorrichtung (A') für «o den Brennstoffzufluß des zugehörigen Motors und eine Abstellvorrichtung (A") zum völligen Ausschalten des zugehörigen Getriebes durch Unterbrechung des Hilfskraftstromkreises für die Einrückvorrichtungen (K) betätigt.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen