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Elektrischer Schrankenantrieb.
Elektrische Schrankenantriebe mit ungesteuertem Motor haben den Nachteil, dass bei Störungen im Antrieb oder Unterbrechung der Stromzufuhr ein Schrankenschliessen nicht mit der im Bahnbetrieb erwünschten Sicherheit gewährleistet werden kann und dass dadurch ein hohes Gefahrenmoment ent- steht. Um diesem Übelstand abzuhelfen, hat man den elektrischen Antrieb am Aufenthaltsort des Schrankenwärters in gleicher Weise wie den handbetätigten Antreib aufgestellt. Bei dieser Anordnung muss ein längerer Drahtzug die Verbindung zwischen dem Antreib und dem entfernten Schranken her- stellen, wodurch ein teueres und kraftverzehrendes Glied in Kauf genommen werden muss, das insbe- sondere die Aufstellung der Schranken ausserhalb einer gewissen Höchstentfernung von der Befehls- stelle verbietet.
Die Erfindung gestattet, den elektrischen Antrieb an dem Schranken selbst anzubringen, so dass der Drahtzug entfallen kann und eine elektrische Stellung auf praktisch unbegrenzte Entfernung möglich wird, ohne dass selbst bei Defekten und Netzstörungen jemals ein Gefahrfall durch geöffnet bleibenden
Schranken eintritt. Die zur Zuleitung des Motorstromes dienenden Leitungen werden erfindungsgemäss zugleich auch zur Kontrolle der Schrankenlage verwendet, so dass ein nur geringer Aufwand an Leitungsmaterial erforderlich ist.
Erfindungsgemäss besorgt der Elektromotor nur das Öffnen des Schranken : das Schliessen hingegen wird durch einen Kraftspeicher, z. B. ein Gewicht oder eine kräftige Feder, bewirkt, der zugleich mit dem Öffnen des Schranken vom Motor aufgeladen wird.
Eine Sperrvorriehtung irgend einer an sich bekannten Bauart hält den Schranken entgegen dem Zug des Kraftspeichers in der"Offen"-Stellung. Die Sperre kann elektrisch, u. zw. in Ruhestromschaltung ausgelöst werden, derart, dass bei Unterbrechung oder genügend weitgehender Schwächung des dem Elektromagneten der Sperre durchfliessenden Ruhestromes (Kontrollstromes) der Schranken vom Kraftspeicher geschlossen wird. Erfindungsgemäss liegt die Magnetspule der Sperre in Reihe mit einer Zuleitung zum Motor, wenn der Sehranken geöffnet ist. Der zur Haltung der Sperrung erforderliche schwache Strom fliesst dann vom Netz über die Spule der Sperre, einen hohen Ohm'sehen oder induktiven Widerstand, der die Stärke des Kontrollstromes begrenzt, und über den Motor.
Dadurch erreicht man, dass ein Schrankenschliessen nicht nur bei absichtlicher Unterbrechung des Kontrollstromkreises, sondern auch bei einem Defekt in der Zuleitung oder im Motor sowie bei einem Ausbleiben der Netzspannung eintreten muss. Der erwähnte Widerstand wird durch einen vom Antrieb betätigten Schalter selbsttätig kurzgeschlossen, sobald der Antrieb die Schliessbewegung begonnen hat, so dass beim Wiedereinschalten oder bei Wiederkehr der Netzspannung ein hoher Strom durch den Motor fliesst und das Rucklaufen des Antriebes in die"Offen"-Stellung bewirkt, auch wenn die Schliessbewegung noch nicht vollendet ist. Die elektromagnetische Sperre darf dabei nur einseitig auf den Antrieb wirken, da ja bei dieser Anordnung der hohe Motortreibstrom während des Öffnens durch die Magnetspule der Sperre fliesst.
Das Schema einer möglichen Anordnung gemäss der beschriebenen Wirkungsweise, die hauptsächlich für vom Kommandoort aus sichtbare Schranken in Frage kommt, in welchem Falle eine Kon- troll-und Rückmeldung der Schrankenlage entbehrlich wird, zeigt Fig. 1. Der Motor 4, hier als Reihenschlussmotor mit der Feldwicklung 5 dargestellt, treibt über ein Übersetzungsgetriebe 34 die Abtriebs- welle-35 des Antriebes, an welche der Schranken mit Vorläuteapparat 17 entweder direkt, oder wie hier
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die Windentrommel14 und das von ihr gehobene Gewicht 15 angedeutet.
Da das Gewicht den Antrieb beim Schliessen in rückläufige Bewegung setzt, wobei der Motor erfindungsgemäss kein Drehmoment erzeugt, muss das Übersetzungsgetriebe entweder ein reines Zahnradgetriebe sein, damit der Motor verkehrt laufend mitgetrieben werden kann, oder es muss, falls eine Schnecke angewendet wird, ein Freilauf die Selbsthemmung der Schnecke unschädlich machen, wobei dann der Motor während des Schrankenschliessens überhaupt stillsteht. Eine Geschwindigkeitsbremse, hier als Windflügel 23 dargestellt, sorgt für gleichmässigen Ablauf der Schliessbewegung. Die Sperrklinke 12 wird durch den Elektromagneten 10 gegen den Zug der Feder 11 in das Sperrad 9 gedrückt, wenn der Schranken in geöffneter Lage verharrt.
Der Haltestrom, der den Magneten angezogen hält, nicht aber den Motor durchdrehen kann,
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Stück vorgesehritten ist, schliesst ein Schalter, in Fig. 1 durch Schaltwalze 7 und Kontakte 8 symbolisiert, den Widerstand 6 kurz. Wenn man daher während der Schliessbewegung oder bei bereits geschlossenem Sehranken den Betätigungssehalter 3 wieder einlegt, so fliesst über 2,3, 10, 8, 5, 4, 3,2 ein kräftiger Strom, da ja der Widerstand 6 unwirksam ist, und treibt den Motor im Öffnungssinn an. Die Sperrklinke 12 wirkt hiebei wegen der Zahnform von 9 nicht hemmend. Die angedeuteten Konstruktionsteile, insbesondere die Sperrvorrichtung, können auch noch anders ausgebildet sein, als hier dargestellt wurde.
Falls der Schranken so weit von der Kommandostelle weg aufgestellt ist, dass eine Überwachung durch unmittelbare Sicht nicht in Frage kommt, muss eine Fernkontrolle des Schrankenzustandes vorgesehen werden. Hiezu sind erfindungsgemäss ausser den zur Stromversorgung des Motors nötigen Leitungen, also 2 bei Gleich-und Einphasenwechselstrom bzw. 3 bei Drehstrom, keine weiteren mehr
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und dass überdies noch ein Magnetschalter 27, 28 angebracht ist. In einer Zuleitung zum Motor liegen zwei Widerstände 31, 32, von deren Enden 2 Kontrollampen 29 und 30 gespeist werden. Der Widerstand 31 hat einen verhältnismässig höheren Ohmwert als 32, derart, dass bei dem zur Haltung des An-
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fliesst, die Lampe 29 leuchtet, die Lampe 30 aber dunkel ist.
Das Brennen von 29 allein zeigt demnach das Offenstehen des Schrankes an.
In dieser Stellung schliesst der Schleppschalter 24 die Kontaktgruppe 25 und öffnet 26, welche Lage während der ganzen folgenden Schliessbewegung des Schranken beibehalten wird ; die Schalter 22 und 23 sind unterbrochen. In der Kommandostelle ist ein Spannungsteiler 20 angebracht, von dem eine niedere Spannung abgenommen und über die dritte Kontrollampe 28 zu den zweiten Polen des Betätigungssehalters geführt wird. Wenn der Schranken geschlossen werden soll, wird der Schalter 21 aus der gezeichneten Stellung in die andere umgelegt, wodurch die niedere Spannung des Spannungsteilers an Stelle der vollen Netzspannung auf den Antrieb wirkt.
Infolgedessen vermindert sich der Kontrollstrom auf einen so kleinen Betrag, dass weder der Magnet 10 der Sperre imstande ist dem Zug der Feder 11 das Gleichgewicht zu halten, noch eine der drei Kontrollampen 28, 29,30 merkbar leuchtet. Die Sperre 12, 9 wird durch 11 ausgelöst und der Antrieb beginnt sich unter dem Zug des Gewichtes 15 im Sinne des Schrankenschliessens in Bewegung zu setzen.
Gleich nach Weglauf des Antriebes aus der"Offen"-Stellung werden die Kontakte 22 und 23 geschlossen und bleiben geschlossen, bis der Antrieb wieder in die"Offen"-Stellung gelangt ; der Schleppschalter bleibt dagegen in der gezeichneten Lage und schaltet erst in dem Moment um, als der Antrieb nach Ablauf des Gewichtes zum Stillstand gekommen und der Schranken vollständig geschlossen ist.
Dadurch wird 25 unterbrochen, 24 geschlossen und somit der Drosselwiderstand 6 kurzgeschlossen. Dies verursacht ein Ansteigen des Kontrollstromes, der nun von 20 über 28, 21, 31, 32,23, 24, 5, 4, 21 zurück nach 20 fliesst, so dass die Kontrollampe 28, eventuell zugleich mit 29, aufleuchtet und so den vollzogenen Schrankenschluss anzeigt.
Will man den Schranken öffnen, so wird der Schalter 21 wieder in die gezeichnete Stellung umgelegt. Ein wegen der Überbrückung von 6 hoher Strom fliesst nun über 21, 31, 32,23, 24, 5, 4. 21 und treibt den Motor, bis der Antrieb samt Schranken wieder in die"Offen"-Stellung kommt, wo der Schleppschalter wieder umstellt, 24 unterbricht und den Drosselwiderstand 6 wieder vorschaltet, wodurch der Anker sein Drehmoment wesentlich verliert und der Antrieb zum Stillstand kommt. Gleichzeitig ist durch 23 die Kurzschliessung der : Magnetspule 10, welche während der Entfernung des Antriebes von der"Offen"-StelIung bestanden hat, wieder aufgehoben worden und die Sperre vermag den Antrieb wieder zu halten.
Die Kurzschliessung der Magnetspule ist deswegen angezeigt, weil einerseits dadurch
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eine Überbeanspruchung durch den hohen Strom beim Öffnen vermieden wird und anderseits von der nur einseitigen Wirksamkeit der Sperre abgegangen werden kann.
Während des Öffnens ist der Spannungsabfall nun auch im kleinen Widerstand so gross geworden,
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bewegung an.
Um den Schranken auch während der Schliessbewegung in die"Offen"-Stellung rückholen zu können, ist der Magnetschalter 27, 28 vorgesehen. Legt man während der Schliessbewegung den Schalter 21 in die "Offen"-Stellung oder kehrt die Netzspannung wieder, nachdem sie kurze Zeit ausgeblieben war, dann erhält die Spule 27 des Magnetschalter von 21 über 24, 22,27, 23,32, 31 volle Spannung und schliesst seine Kontakte 28, wodurch der volle Motortreibstrom über 21, 4,5, 28, 23,32, 31, 21 fliessen kann, der den Antrieb wieder in die Offen"-SteIlung zurückbringt. In dieser ist dann 27 durch 22 abgeschaltet, während der Öffnungsbewegung auf normalem Wege durch 25,
so dass der Magnetschalter tatsächlich nur im Falle des Rückholens während der Schliessbewegung erregt ist.
Der Magnetschalter 27, 28 und die Kontakte 22 und 25 können unter Beibehaltung der Stellungskontrolle dann entfallen, wenn man einerseits auf die Rückholmöglichkeit während des Schliessens verzichtet und anderseits zulässt, dass der Schranken sich bei kurzem Ausbleiben der Netzspannung zuerst ganz schliesst, bevor er von selbst wieder in die"Offen"-Stellung zurückkehrt. In diesem Falle dauert nämlich die Schliessbewegung, da ja die Sperrenspule 10 durch 23 kurzgeschlossen ist, trotz Wiederkehr der Spannung so lange an, bis 24 nach Erreichen des Schrankenschlusses umsteuert, den Widerstand 6 kurzschliesst und so die Öffnungsbewegung einleitet.
Die während der Schliessbewegung im Kontrollstromkreis befindlichen Widerstände und die Spannung des Spannungsteilers müssen im Verhältnis zum Motor so abgeglichen sein, dass die gegenelektromotorische Kraft des beim Schliessen unter Umständen als Generator arbeitenden Motors die Signalbilder der Kontrollampen nicht unerwünscht beeinflussen kann.
Es ist grundsätzlich möglich und unter den Erfindungsgedanken fallend, die Haltung des Antriebes in der"Offen"-Stellung durch den Motor selbst besorgen zu lassen, wodurch eine besondere Sperre entfallen könnte. Der Kontrollstrom für die"Offen"-Lage muss dann so bemessen sein, dass das Drehmoment des Motors dauernd den auf Schliessen hinwirkenden Zug des Kraftspeichers mit einer gewissen Sicherheit ausgleicht. Im Öffnungssinn kann sich hiebei der Motoranker gegen einen federnden Anschlag stützen.
Eine selbsttätige Ingangsetzung des Antriebes durch irgendeine an sich bekannte Warnsignaleinrichtung, die vom Zuge selbst gesteuert wird, ist möglich und unschwer einzurichten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Schrankenantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Schranken durch den Elektromotor nur geöffnet wird, die Schliessbewegung des Schranken jedoch durch einen Kraftspeicher (Gewicht, Feder usw. ) erfolgt, welcher während des Öffnens des Schranken vom Antriebsmotor aufgeladen wurde, wobei die Festhaltung des Schranken in der"Offen"-Stellung durch ein elektrisch auslösbares Sperrorgan bewirkt wird.
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Electric barrier drive.
Electric barrier drives with an uncontrolled motor have the disadvantage that, in the event of malfunctions in the drive or interruption of the power supply, the barrier cannot be closed with the security desired in railway operations and that this creates a high level of danger. In order to remedy this inconvenience, the electric drive was set up at the location of the gatekeeper in the same way as the manually operated drive. With this arrangement, a longer wire pull must establish the connection between the drive and the remote barrier, which means that an expensive and power-consuming element has to be accepted, which in particular forbids the barriers to be set up outside a certain maximum distance from the command post .
The invention allows the electrical drive to be attached to the barrier itself, so that the wire pull can be omitted and an electrical position is possible at a practically unlimited distance, without ever causing a hazard due to it being left open, even in the case of defects and network disturbances
Barriers. According to the invention, the lines used to supply the motor current are also used to control the barrier position, so that only a small amount of line material is required.
According to the invention, the electric motor only opens the barrier: the closing, however, is carried out by an energy store, e.g. B. a weight or a strong spring, which is charged by the motor at the same time as the barrier is opened.
A locking device of any type known per se holds the barrier in the "open" position against the pull of the energy store. The lock can be electrical, u. betw. be triggered in closed-circuit circuit, in such a way that in the event of an interruption or sufficiently extensive weakening of the closed-circuit current (control current) flowing through the electromagnet of the lock, the barriers are closed by the energy store. According to the invention, the magnetic coil of the lock is in series with a supply line to the motor when the vane is open. The weak current required to maintain the lock then flows from the mains via the coil of the lock, a high ohmic or inductive resistance, which limits the strength of the control current, and via the motor.
This means that the barrier closes not only if the control circuit is deliberately interrupted, but also if there is a defect in the supply line or in the motor or if the mains voltage fails. The mentioned resistor is automatically short-circuited by a switch operated by the drive as soon as the drive has started the closing movement, so that when the power is switched on again or when the mains voltage returns, a high current flows through the motor and causes the drive to run back into the "open" position , even if the closing movement is not yet complete. The electromagnetic lock may only act on the drive on one side, since with this arrangement the high motor drive current flows through the magnetic coil of the lock during opening.
The scheme of a possible arrangement according to the described mode of operation, which is mainly used for barriers visible from the command location, in which case a control and feedback of the barrier position is unnecessary, is shown in FIG. 1. The motor 4, here as a series motor the field winding 5, drives the output shaft 35 of the drive via a transmission gear 34, to which of the barriers with ringing apparatus 17 either directly, or as here
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the winch drum 14 and the weight 15 raised by it are indicated.
Since the weight sets the drive in reverse motion when closing, whereby the motor according to the invention does not generate any torque, the transmission gear must either be a pure gear transmission so that the motor can be driven in the wrong direction, or it must, if a worm is used, a freewheel make the self-locking of the worm harmless, whereby the motor then stops at all while the barrier closes. A speed brake, shown here as a wind vane 23, ensures that the closing movement runs smoothly. The pawl 12 is pressed by the electromagnet 10 against the train of the spring 11 in the ratchet wheel 9 when the barrier remains in the open position.
The holding current that keeps the magnet attracted but cannot crank the motor,
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Piece is provided, a switch, symbolized in Fig. 1 by switching drum 7 and contacts 8, closes the resistor 6 briefly. If, therefore, the operating switch 3 is inserted again during the closing movement or when the vane is already closed, a strong current flows through 2, 3, 10, 8, 5, 4, 3.2, since the resistor 6 is ineffective, and drives the Motor starts in the opening direction. The pawl 12 does not have an inhibiting effect because of the tooth shape of FIG. The indicated construction parts, in particular the locking device, can also be designed differently than shown here.
If the barrier is set up so far away from the command post that monitoring by direct line of sight is not an option, remote control of the state of the barrier must be provided. For this purpose, according to the invention, apart from the lines required for supplying power to the motor, ie 2 for direct and single-phase alternating current or 3 for three-phase current, there are no more
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and that a magnetic switch 27, 28 is also attached. In a supply line to the motor there are two resistors 31, 32, from the ends of which two control lamps 29 and 30 are fed. The resistor 31 has a relatively higher ohmic value than 32, such that in the case of the
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flows, the lamp 29 lights up, but the lamp 30 is dark.
The burning of 29 alone indicates that the cabinet is open.
In this position, the drag switch 24 closes the contact group 25 and opens 26, which position is maintained during the entire subsequent closing movement of the barrier; the switches 22 and 23 are interrupted. A voltage divider 20 is installed in the command post, from which a low voltage is taken and is fed via the third control lamp 28 to the second poles of the activation switch. When the barrier is to be closed, the switch 21 is moved from the position shown to the other, whereby the low voltage of the voltage divider acts on the drive instead of the full mains voltage.
As a result, the control current is reduced to such a small amount that neither the magnet 10 of the lock is able to balance the tension of the spring 11, nor does one of the three control lamps 28, 29, 30 noticeably light up. The lock 12, 9 is triggered by 11 and the drive begins to move under the pull of the weight 15 in the sense of the barrier closing.
Immediately after the drive moves away from the "open" position, the contacts 22 and 23 are closed and remain closed until the drive returns to the "open" position; the drag switch, on the other hand, remains in the position shown and only switches over at the moment when the drive has come to a standstill after the weight has expired and the barrier is completely closed.
As a result, 25 is interrupted, 24 is closed and the choke resistor 6 is short-circuited. This causes an increase in the control current, which now flows from 20 via 28, 21, 31, 32, 23, 24, 5, 4, 21 back to 20, so that the control lamp 28, possibly at the same time as 29, lights up and thus the completed Indicates barrier closure.
If you want to open the barrier, the switch 21 is flipped back into the position shown. A high current due to the bridging of 6 now flows through 21, 31, 32, 23, 24, 5, 4, 21 and drives the motor until the drive and the barriers come back to the "open" position, where the drag switch again changes over, interrupts 24 and connects the throttle resistor 6 upstream again, whereby the armature loses its torque significantly and the drive comes to a standstill. At the same time, the short-circuiting of the solenoid coil 10, which existed during the removal of the drive from the "open" position, has been canceled again by 23 and the lock is able to hold the drive again.
The short circuit of the solenoid is indicated because on the one hand it
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Overstress due to the high current when opening is avoided and, on the other hand, the only one-sided effectiveness of the lock can be dispensed with.
During the opening process, the voltage drop in the small resistor has become so great that
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movement on.
The magnetic switch 27, 28 is provided so that the barrier can also be returned to the "open" position during the closing movement. If the switch 21 is placed in the "open" position during the closing movement or if the mains voltage returns after it has been absent for a short time, the coil 27 of the magnetic switch is fully charged from 21 to 24, 22, 27, 23, 32, 31 Voltage and closes its contacts 28, whereby the full motor drive current can flow via 21, 4, 5, 28, 23, 32, 31, 21, which brings the drive back into the open position. In this position 27 is then switched off by 22 , during the opening movement in the normal way through 25,
so that the magnetic switch is actually only energized in the event of a return during the closing movement.
The magnetic switch 27, 28 and the contacts 22 and 25 can be omitted while maintaining the position control, if on the one hand the possibility of retrieval during closing is dispensed with and, on the other hand, the barrier is allowed to close completely in the event of a brief absence of mains voltage before it automatically closes returns to the "open" position. In this case, the closing movement lasts, since the barrier coil 10 is short-circuited by 23, despite the return of the voltage, until 24 reverses after reaching the barrier closure, short-circuits the resistor 6 and thus initiates the opening movement.
The resistors in the control circuit during the closing movement and the voltage of the voltage divider must be balanced in relation to the motor so that the counter-electromotive force of the motor, which may work as a generator when closing, cannot undesirably influence the signal patterns of the control lamps.
It is basically possible and falling under the concept of the invention to have the drive in the "open" position taken care of by the motor itself, whereby a special lock could be omitted. The control current for the "open" position must then be dimensioned in such a way that the torque of the motor constantly compensates for the pull of the energy storage mechanism that acts on closing with a certain degree of certainty. In the opening direction, the motor armature can support itself against a resilient stop.
An automatic start-up of the drive by any known warning signal device, which is controlled by the train itself, is possible and easy to set up.
PATENT CLAIMS:
1. Electric barrier drive, characterized in that the barrier is only opened by the electric motor, but the closing movement of the barrier is carried out by an energy storage device (weight, spring, etc.), which was charged by the drive motor while the barrier was opened, whereby the retention of the Barriers in the "open" position is brought about by an electrically triggerable locking element.