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Schlagbaumfernsteuerung.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Schlagbaumfernsteuerung. Die bis heute bekannten Drahtfernsteuerungen bieten keine hinreichende Steuersicherbeit wegen der Verlängerungen und Verkürzungen des Drahtes durch Wärme und Elastizität.
Die Erfindung betrifft Verbesserungen und Ausgestaltungen eines Fernsteuerungssystems, bei welchem die Übertragung der Steuerung und der Kraft auf elektrischem Wege, die Bewegung des Sehlagbaumes jedoch durch Einschaltung eines hydraulischen Servomotors zwischen diesem und einem Elektromotor erfolgt.
Die Erfindung bietet besondere Vorteile, unter welchen folgende angegeben werden sollen : a) Genauigkeit der Schlagbaumbewegungen. b) Selbstsperrung des Schlagbaums. c) Selbstsenkung des Sehlagbaumes bei Stromlosigkeit. d) Einzelsteuerung für die Servomotoren mehrerer Schlagbäume.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen klarer beschrieben. In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 den Erfindungsgegenstand in Anwendung auf zwei Schlagbäume unter Weglassung der elektrischen Schaltungen ; Fig. 2 ist ein Schaltbild der auf die Einrichtung der Fig. 1 bezuglichen elektrischen Kreise. Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen im senkrechten Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform der Steuerung des Hauptschlagbaumes bzw. des gekuppelten Schlagbaumes einer und derselben Bahnkreuzung. Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3. Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie VI-V7 der Fig. 4.
Die Fig. 7,8, 9,10 sind der Fig. 3 ähnliche Schnitte und veranschaulichen weitere Ausführungsformen der Steuerung des Hauptschlagbaumes. Die Fig. 11, 12, 18, 14 sind Schaltbilder der auf die Vorrichtungen der Fig. 7,10 bezügliche elektrischen Kreise.
Nach den Fig. 1 und 2 zweigen von der Steuerstelle 1 die elektrischen Leitungen 2, 3 und 4 ab, von welchen die Leitung 2 im veranschaulichten Beispiel die von Elektromotor 5 kommende Rückleitung darstellt, während die Leitungen 3 und 4 die Speiseleitungen desselben Motors darstellen.
Der Motor 5 ist z. B. mit zwei Feldwicklungen versehen, von denen stets nur eine erregt wird, um den Motor in dem einen oder andern Drehsinne laufen zu lassen.
Der Motor 5 (Fig. 1) betätigt die Pumpe 8, welche je nach der Drehung des Motors 8 die Steuerflüssigkeit in den Zylinder 9 bzw. 10 fördert, um die Hebung bzw. Senkung der Kolben 11 bzw. 12 zu veranlassen, welche die Schlagbäume 13 und 14 steuern.
Zum Heben des Schlagbaumes dreht sich die Pumpe 8 derart, dass die Flüssigkeit durch die Leitung 15 bis zur unteren Kammer 16 des selbsttätigen Ventils 17 geleitet wird, dessen bewegliches Glied 18 durch den der Kammer 16 auf diese Weise erteilten Druck gehoben wird und den freien Durchgang der Flüssigkeit zur oberen Kammer 19 des Ventils 17 gestattet, worauf die Flüssigkeit durch das Rohr 20 in die obere Kammer 21 des Zylinders 9 tritt. Es liegt auf der Hand, dass die Leitung 22 auch unmittelbar von einem Punkte des Rohres 20 abgezweigt werden könnte. Die Zylinder 9 und 10 werden auf diese Weise parallel mit Flüssigkeit unter Druck gespeist.
Beim Fortschreiten der Bewegung der Pumpe 8 nehmen die Kolben 11 und 12 die in Fig. 1 mit vollen Linien veranschaulichte Stellung ein, und die Sehlagbäume 13 und 14 werden gehoben.
Das Ende des Hebens der Schlagbäume wird durch Abstellen des Motors 5 bestimmt, dessen Kreis, wie weiter unten erklärt, selbsttätig unterbrochen wird.
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gesetzter Richtung in Drehung versetzt, so dass die Pumpe in diesem Fall durch die Leitung 24 Flüssigkeit unter Druck fördert, die sich in zwei Leitungen 25 und 26 teilt, welche die unteren Kammern 27 bzw. 28 der Zylinder 9 und 10 speisen.
Die in den oberen Kammern l 21 und 23 der Zylinder 9 und 10 vorhandene Flüssigkeit wird. gegen das Drosselventil 29 durch die Leitung 30 zurückgetrieben, da sie in einem ersten Zeitabschnitt durch die Leitung 20 nicht entweichen kann, weil das bewegliche Glied 18 des Ventils 17 geschlossen ist und dieses Glied die Leitung 20 von der Leitung 15 trennt, welch letztere nun als Rückleitung für die Pumpenflüssigkeit dient.
Sobald aber der Pumpendruck der Kammer 32 des Ventils 17 durch das abgezweigte Rohr übertragen wird, hebt die hier unter Druck stehende Flüssigkeit den Kolben 33 und veranlasst das Öffnen des bewegliehen Gliedes 18 des Ventils 17. Dadurch kann die in den Kammern 21 und 23 enthaltene Flüssigkeit durch die Leitung 15 nach der Pumpe 8 entweichen.
Das Ende der Senkung der Schlagbäume 13 und 14 wird auch in diesem Falle, wie beim Heben, durch den Stillstand des Motors 5 bestimmt, dessen Kreis, wie weiter unten erklärt, selbsttätig unterbrochen wird.
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In die oberen Kammern 21 und 23 der Zylinder 9 und 10 dringen die Stangen 34 und 35 der Kolben 11 und 12 ein, was aber bei den unteren Kammern 27 und 28 nicht stattfindet, so dass die erwähnten Kammern einen verschiedenen Rauminhalt aufweisen. Zum Ausgleich dieses Unterschiedes ist die Pumpe 8 durch eine selbsttätige Sehiebersteuerung 37 mit einem Fliissigkeitsbehälter 36 verbunden, wodurch der Behälter 36 mit der Saugseite der Pumpe 8 verbunden wird und dadurch die freie Verbindung der hydraulischen Einrichtung (d. h. der Leitung 15 im Falle der Senkung der Schlagbäume bzw. der Leitung 25 im Falle der Hebung) mit der im Behälter 36 enthaltenen Flüssigkeit wiederhergestellt wird.
Die Schiebersteuerung 37 besteht aus einer beweglichen Einrichtung, welche aus zwei durch die Stange 37"'miteinander fest verbundenen Kolben 37'und 37"zusammengesetzt ist. Die Bewegung dieser Einrichtung wird durch den Druckunterschied bewirkt, u. zw. weisen die Kolben 37', 37" immer eine Endfläche unter Druck und die andere unter Saugwirkung mittels der Verbindungsleitungen 8'und 8"auf so dass die Kolben gezwungen werden, sich bis gegen das Endwiderlager des Schiebers 37 zu verschieben, um wieder nach dem andern Ende des Schiebers zurückzukehren, wenn die Pumpendrehung und daher auch der Druck in den mit den Leitungen 15 bzw. 25 verbundenen Kammern umgekehrt wird.
Wenn der Motor stillsteht, bleiben die Kolben 11 und 12 und daher auch die Schlagbäume 13 und 14 in ihrer Stellung verriegelt, da weder ein Flüssigkeitaustausch noch ein Entweichen der Flüssigkeit aus den Kammern 21, 23,27, 28 erfolgen kann. Das Ventil 18 ist, wenn der Motor stillsteht, dank der Tätigkeit einer Feder oder eines Gewichtes geschlossen, wie aus Fig. 1 beim Kolben 33 ersichtlich. Weiter ist auch das Drosselventil 29 geschlossen, wodurch die in jeder der vier erwähnten Kammern enthaltene Flüssigkeit in dieser gesperrt bleibt.
In Fig. 1 ist zwischen den Leitungen 22 und 25 eine Leitung 38 veranschaulicht, in welche ein mittels Wicklung 40 elektrisch betätigtes Ventil 39 eingeschaltet ist. Die Wicklung 40 hält das Ventil 39 geschlossen, wenn es sich unter Strom befindet. Hört der Strom auf, so öffnet sifh das Ventil 39 selbsttätig und verbindet die beiden Leitungen 22 und 25 miteinander, von denen die erste mit den oberen Kammern, die zweite mit den unteren Kammern der Zylinder 9 und 10 verbunden ist.
Wenn sich daher die Schlagbäume in gehobener Stellung befinden, wie Fig. J zeigt, so senken sich diese durch ihr Eigengewicht und treiben die in den oberen Kammern 21 und 23 enthaltene Flüssigkeit durch die Leitung 38 hindurch in die unteren Kammern 27 und 28 derselben Zylinder zurück.
Wegen des obenerwähnten Unterschiedes im Rauminhalt zwischen den oberen und unteren Kammern wird die in den oberen Kammern enthaltene kleinere Flüssigkeitsmenge durch andere, vom Behälter 36 durch den Schieber 37 hindurch aufgenommene Flüssigkeit ergänzt, wobei sich der Schieber 37 in geeigneter Stellung befindet.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist zu bemerken, dass an der Steuerstelle 1 ein Dreipolschalter angeordnet ist, welcher allgemein mit 41 bezeichnet ist. Dieser Umschalter versorgt je nach der Stellung, die er einnimmt, den Motor 5 mit Strom, der in der einen oder andern Richtung fliesst.
Insbesondere speist der dreipolige Umschalter 41 an seinen Kontakten 42 und 43 die Wicklung 6 des Feldes des Motors 5 und setzt letzteren in der Richtung des folgenden Kreises in Umdrehung : Kontakt 42, Leitung 44, Schütz 45 zur Steuerung der Prüflampe 46, Leiter 2, Klemme 47 des Motors 5, Läufer des Motors 5, Wicklung des Feldes 6, Leiter 48, Klemme 49, Leiter 50, Leiter 51, Kontakt 52, 53 (jetzt geschlossen), Leiter 54, Leiter 4 und Kontakt 43.
Der den Motor speisende Strom betätigt das Schütz 45, indem er den Kontakt 55 schliesst und daher die Prüflampe 46 aufleuchten lässt, welche den Arbeitszustand des Motors 5 angibt.
Wenn, wie im veranschaulichten Falle, mehr als ein Schlagbaum mit demselben Servomotor gehoben oder gesenkt werden soll, so wird an den Punkten 56 und 57 aus dem obenerwähnten Stromkreise folgender abgezweigt : Punkt 56, Leiter 58, Kontakte 59 und 60, Leiter 61, Punkt 57. Durch diesen Kreis ist die Speisung der Wicklung 6 des Motors 5 parallel zu den Kontakten 52 und 53 bzw.
59 und 60 geschlossen.
Diese Kontakte gehören zu den Drehschaltern 62 und 63, die um die Achsen 64 und 65 verschwenkbar sind und durch die Bewegung der Schlagbäume 13 und 14 gesteuert bzw. umgeschaltet werden, so dass, wenn sich jeder Schlagbaum hebt, er die Kontakte 52,53 bzw. 59,60 am Ende seines Hubes öffnet. Wenn die beiden Paare dieser Kontakte geöffnet sind, wird der den Motor 5 speisende Kreis unterbrochen und der Motor steht still.
Durch die Schwingung der Drehschalter 62 und 63 werden die Kontakte 52,53 und 59,60 ge- öffnet und die Kontakte 66,67 bzw. 68, 69 geschlossen, wodurch der Speisekreis des Motors 5 und der Schliesswicklung 7 der Schlagbäume hergestellt wird.
Der Dreipolschalter 41 führt mit seinen Kontakten 70 und 71 dem Motor 5 und der Schliesswicklung 7 Strom durch folgenden Kreis zu : Kontakt 70, Leiter 44, Wicklung 45 des Prüfsehützes, Leiter 2, Klemme 47 des Motors, Läufer des Motors 5, Wicklung 7 des Feldes des Motors 5, Leiter 72, Klemme 73 des Motors 5, Leiter 74, Punkt 75 ; von diesem Punkte ab durch :
1. Punkt 75, Leiter 76, Kontakte 66 und 67 des Schalters 62, Leiter 77, Punkt 78.
2. Punkt 75, Leiter 79, Kontakte 68 und 69 des Schalters 63, Leiter 80, Punkt 78.
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Von diesem Punkt durch den Leiter 3 weiter bis zum Kontakt 71.
Die Kontakte 66 und 67 bzw. 68 und 69 öffnen sich erst, wenn die Schlagbäume 13 und 14 ihre tiefste Stellung erreicht haben, und dann unterbrechen die Kontakte den Speisekreis des Motors 5 und der bezügliche Sehliesswieklung 7.
Zur Angabe des Offnungs-oder Schliesszustandes der Schlagbäume 13 und 14 sind bei der Zentrale die Priiflampen 81 und 82 angeordnet, welche durch die Kontakte 83 und 84 mittels der Bewegung des Dreipolschalters gesteuert werden.
Da in der Regel ein Sehallzeichen kurz vor dem Senken der Schlagbäume gefordert wird, ist eine elektrische Sirene 85 vorgesehen, welche im Nebenschluss zu den Bürsten 86 und 87 des Läufers des Motors 5 durch folgenden Kreis gespeist wird : Bürste 86, Klemme 47, Leiter 88, Wicklung der
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Wenn der Motor unter Strom steht und die Schlagbäume gehoben sind, befinden sich die Umschalter 62 und 63 in der in Fig. 2 veranschaulichten Stellung. Da die erwähnten Umschalter nach der veranschaulichten Stellung mit den Quecksilberunterbrechern 90 und 92 starr verbunden sind, so schliessen diese Unterbrecher, wie aus Fig. 2 ersichtlich, den Kreis der Sirene 85, wenn die Schlagbäume gehoben sind.
Wenn der Strom dem Motor zugeführt wird, um die Schlagbäume zu senken, wird die Sirene 85 sofort durch den Kreis betätigt, welcher durch die jetzt geschlossenen Quecksilberunterbreeher 90 und 92 läuft. Da ein vorbestimmter Zeitraum zwischen dem Beginn der Drehung des Motors 5 und daher der Pumpe 8 und dem Beginn der Senkung der Schlagbäume 13 und 14 vorgesehen ist, so wird dadurch ein akustisches Zeichen vor der Senkung der Schlagbäume erzielt. Dies wird weiter unten genauer beschrieben.
Beim Aufhören der Drehung des Motors 5 zufolge der Unterbrechung des bezügliche Kreises, welche durch die Umschalter 62 und 63 oder auf einem andern beliebigen Weg hervorgebracht wird, schliesst sich das Ventil 17 unter der Wirkung des Gewichtes des Kolbens 18 oder unter derjenigen einer nicht veranschaulichten Feder selbsttätig wieder, so dass die in den Kammern 21 und 23 der Zylinder 9 und 10 vorhandene Flüssigkeit, wie oben beschrieben, eingesperrt bleibt.
Die Schlagbäume bleiben auf diese Weise in ihrer vollständigen oder teilweisen Hebestellung fest.
Sollte aber auf der Leitung 94-95 Spannung fehlen, so würde der Elektromagnet 40 stromlos gemacht werden und die selbsttätige Öffnung des Ventils 39 gestatten, wodurch die Verbindung zwischen den oberen Kammern 21 und 23 und den unteren 27 und 28 der Zylinder 9 und 10 durch die im Behälter 36 enthaltene Flüssigkeit hergestellt wird und die selbsttätige Senkung der Sehlagbäume 13 und 14, wie oben beschrieben, erfolgt.
In den Fig. 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Triebwerkes für die Schlagbäume veranschaulicht. Es sind dieselben Bezugsnummern wie bei den Fig. 1 und 2 verwendet.
In ein Gestell 96 (Fig. 3) ist der Elektromotor 5 eingebaut, welcher die in einem Behälter 36 eintauchende Pumpe 8 betätigt ; dieser Behälter enthält die Arbeitsflüssigkeit 97 (zum Beispiel Öl oder Glyzerin). Ein Rohr 98 zeigt die Höhe des Flüssigkeitsspiegels an. Innerhalb desselben Gestells 96 ist der Antriebszylinder angeordnet, in welchem sich der Kolben 11 bewegt. Dieser Kolben betätigt durch das Hebelgestänge 99, 100, 101 und 102 den Schlagbaum 13, dessen Drehpunkt sich bei 103 befindet. Die Sirene 85 (Fig. 2) ist vorzugsweise im Gehäuse 104 angeordnet.
Innerhalb des Gestells 96 ist auch das mit einem Kolben 33 versehene Ventil 17 angeordnet ; dieser Kolben gleitet aber auf der Stange 105 des beweglichen Gliedes 18, so dass durch die Hebung des Kolbens 33 das Ventil 17 nicht sofort geöffnet wird, sondern einige Minuten verstreichen können, während welcher die Sirene 85 Zeit hat, das Vorzeichen für die Senkung zu geben. Erst nach diesem Vorzeichen trifft der Kolben 33 bei der weiteren Bewegung des Motors 5 und daher der Pumpe 8 auf den Anschlag 106, wodurch das Ventil 17 geöffnet wird. Von diesem Augenblick an geht die Arbeit nach dem schon beschriebenen Kreis weiter.
Auf der rechten Seite des Motors 5 ist das oben beschriebene Drosselventil 29 zur Senkung der Schlagbäume veranschaulicht.
In Fig. 5 ist eine Einzelheit der Pumpensteuerung 8 veranschaulicht, für welche keine weitere Erklärung nötig ist.
In Fig. 4 ist im Gestell 107 des Zwillingsschlagbaumes 14 nur der Antriebszylinder 10 mit den bezüglichen Teilen und dem Ventil 39 zur selbsttätigen Senkung ersichtlich. In Fig. 6 ist das Ventil 39 im Schnitt gezeigt, daher ist zugleich die elektrische Wicklung 40 und die Leitung 38 ersichtlich, welche Teile bereits beschrieben wurden.
Die Fig. 7-10 zeigen vier Ausführungsbeispiele des in Fig. 3 veranschaulichten Hauptschlagbaumes, wobei dieselben Teile mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind.
Nach Fig. 7 wird der Schlagbaum 13 durch den Zylinder 9 über die Stange 34, die Pleuelstange 108, den Winkelhebel 109, den Knopf 110, den Hebel 111 und die Kurbel 102 gesteuert. In diesem Falle fällt die elektrische Sirene 85 fort und ist durch eine mechanische Glockenanlage 112 ersetzt. Der Motor 5 betätigt die in dem Behälter 36 eingebaute Pumpe 8 zur Steuerung des Zylinders 9.
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Statt eines einzigen Rückschlagventils 17 sind zwei Rückschlagventile 113 und 114 vorgesehen, deren Arbeitsweise aus Fig. 11 klar ersichtlich ist, in der auch das Ventil 39 und 40 zur selbsttätigen Senkung der Schlagbäume dargestellt ist.
In Fig. 8 ist statt des Zylinders 9 mit hin-und hergehendem Kolben eine Kapselpumpe 115 verwendet, die unmittelbar die nötige Drehbewegung zur Steuerung des Schlagbaumes 13 erzeugt. In Fig. 12 ist die zugehörige elektrische Schaltung veranschaulicht, die keiner besonderen Erklärung bedarf.
In Fig. 9 ist die Kapselpumpe auf der Drehachse des Schlagbaumes 13 angeordnet. In diesem Falle ist eine mechanische Vorrichtung 116 zum Sperren des Schlagbaumes 13 vorgesehen, die sofort von selbst in Tätigkeit tritt, sobald sich das Ventil 39 bei Erregung der Wicklung 40 öffnet. Ein Pressluftbehälter 117 dient zur örtlichen Kraftspeicherung, welche bei Öffnung des Ventils 39 in der Kammer 118 des Zylinders 119 den Kolben 120 derart hebt, dass die Kurbel 116 mit dem Haken 121 bzw. 122 ausser Eingriff gebracht wird. Diese Haken sind mit dem sich drehenden Gehäuse 123 der Kapselpumpe 115 fest verbunden.
Die elektrische Schaltung ist in Fig. 13 veranschaulicht und bedarf keiner weiteren Erklärung.
Fig. 10 veranschaulicht eine andere Anordnung der Teile und entspricht im wesentlichen der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der Steuerung. Die zugehörige elektrische Schaltung ist in Fig. 14 ersichtlich.
Die Erfindung wurde in einigen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, es liegt jedoch auf der Hand, dass bauliche Änderungen möglich sind, ohne den Bereich des Patentes zu übersehreiten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Schlagbaumfernsteuerung, bei welcher die Bewegungsübertragung zwischen einem Elektromotor und dem Sehlagbaum mittels eines hydraulischen Servomotors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagbaum in seiner Stellung mit Hilfe eines Ventils (17) verriegelt wird, welches den Austritt und bzw. oder den Eintritt der Arbeitsflüssigkeit in die Arbeitskammer (21, 23) des hydraulischen Servomotors verhindert.
2. Elektrische Schlagbaumfernsteuerung, bei welcher die Bewegungsübertragung zwischen einem Elektromotor und dem Schlagbaum mittels eines hydraulischen Servomotors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch betätigtes Ventil (39) vorgesehen ist, welches sich selbsttätig öffnet, wenn der Strom in seiner Wicklung 40 ausbleibt, wodurch die Verbindung zwischen den Kammern
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tätig senkt.
3. Elektrische Schlagbaumfernsteuerung, bei welcher die Bewegungsübertragung zwischen einem Elektromotor und dem Schlagbaum mittels eines hydraulischen Servomotors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (62, 63), der durch die Bewegung des Schlagbaumes (13, 14) betätigt wird, den Speisekreis des Motors (5) unterbricht, wenn der Schlagbaum das Ende seines Hebungs-oder Senkungshubes erreicht und gleichzeitig den Kreis für die umgekehrte Bewegung des Motors (5) herstellt.
4. Elektrische Schlagbaumfernsteuerung, bei welcher die Bewegungsübertragung zwischen einem Elektromotor und dem Schlagbaum mittels eines hydraulischen Servomotors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterbrecher (90, 92) vorgesehen ist, welcher durch die Bewegung des Schlagbaums (13, 14) betätigt wird und den Betätigungskreis für eine elektrische Sirene (85) herstellt, welche im Nebenschluss zu den Klemmen des Motorläufers geschaltet ist, wenn sich der Schlagbaum in gehobener Stellung befindet.