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Steuereinrichtung für von einem elektrischen Servomotor angetriebene Geräte, insbesondere Stufenschaltwerke
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für von einem elektrischen Servomotor angetriebene Geräte, insbesondere Stufenschaltwerke für Triebfahrzeuge bei welcher das genaue Anhalten des zu steuernden Gerätes in dessen einzelnen Stellungen unabhängig vom steuernden Organ durchgeführt ist, die also mit sogenanntem Stellungszwang arbeiten, insbesondere wenn durch einfallende Riegel mechanisch ein bestimmter Toleranzbereich für jede Stellung eingehalten werden soll. Das ist z. B. bei Hochund Niederspannungs-Steuerungen elektrischer Triebfahrzeuge nötig, wenn für das Überschalten ein nicht fürDauerbelastung bemessener Überschaltwiderstand angewendet wird.
Bei einer weitverbreitetenbisherigen Ausführung werden zwei Riegel vorgesehen ; der eine sperrt die eine der beiden Drehrichtungen und weicht bei der zweiten aus, der andere sperrt die zweite und weicht bei der ersten aus. Jeder der beiden Riegel wird durch einen Elektromagneten angehoben. Welcher von beiden erregt wird, ist von der anbefohlenen Drehrichtung abhängig gemacht. Mit jedem der Riegel ist ein Schalter für den Servomotor verbunden und zwar ist bei angehobenem Riegel der zugehörige Schalter geschlossen. Der eine Schalter schaltet den Motor für die eine, der andere für die entgegengesetzte Drehrichtung. Beim Einfallen eines angehobenen Riegels wird der Motor abgeschaltet (eventuell elektrisch gebremst), das anzutreibende Gerät
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beschrieben. Sie hat folgende Nachteile : Man braucht zwei Riegel und dementsprechend auch zwei kräftige Magnete.
Bei jedem Schaltschritt wird der Riegel, dessen Magnet nicht erregt ist, von der Riegelscheibe angehoben und wieder einfallen gelassen, was Geräusch und Abnützung erzeugt. Bei diesem Anheben des Riegels wird der zugehörige Schalter für den Servomotor geschlossen, was durch zusätzliche Einrichtungen am steuernden Organ wirkungslos gemacht werden muss.
Die erfindungsgemässe Steuerungseinrichtung beseitigt vorangeführte Mängel dadurch, dass nur ein einziger Elektromagnet mit einem mit einer Riegelscheibe unabhängig von ihrer Drehrichtung zusammenwirkenden, als Riegel ausgebildeten Anker vorhanden ist und zwei je nach der gewünschten Bewe- gungsrichtung der Schaltwerkswelle abwechselnd erregte Steuerrelais vorgesehen sind, deren Kontakte den der jeweiligen gewünschten Drehrichtung zugeordneten Stromkreis des Servomotors schliessen, wobei diese Steuerrelais eine mechanische Verriegelung aufweisen, so dass bei angezogenem Anker ciels Elektromagneten die Steuerrelais verriegelt und in abgefallenem Zustand entriegelt sind.
An Hand der beiliegenden Zeichnungen soll beispielsweise die erfindungsgemässe Anordnung näher erläutert werden.
In Fig1. 1 bedeutet 1 denfremderregtenServomotor. der über eine Rutschkupplung im grossen Zahnrad 2 des Räderpaares 2,3 die Riegelscheibe 4 antreibt, von deren Welle der weiter nicht gezeichnete Antrieb des Schaltwerkes weitergeht. Es ist angenommen, dass sich die Riegelscheibe bei einem Stellungswechsel des Schaltwerkes gerade einmal herumdreht ; daher hat sie auch nur eine Ausnehmung, in welche der Riegel 5 einfallen kann. Er wird durch Erregen des Elektromagneten 6 herausgezogen. Der Ankerstromkreis des Servomotors wird durch die Relais 7. 8 geschaltet. Sind beide abgefallen, ist der Motorankerstromkreis durch die Relais-Ruhekontakte 7a, 8a zwecks Bremsung kurzgeschlossen.
Je nachdem, ob Relais 7 oder 8
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angezogen hat, also Arbeitskontakt 7c oder 8c geschlossen ist, läuft der Servomotor in der einen oder andem Drehrichtung. Die Wicklungen 7b, 8b der Relaismagnete können durch den Steuerschalter 9 wahlweise an Spannung gelegt werden. Die betreffende Wicklung ist mit jener des Riegelmagneten in Reihe geschaltet. Dieser und eines der beiden Relais ziehen somit gleichzeitig an. Ist dabei der Riegel 5 ausgehoben worden, wird Hebel 10 freigegeben und unter Wirkung von Feder 11 kann Welle 12 mit den Hebeln 13 und 14 im Uhrzeigersinn schwenken.
Dies bewirkt durch Zusammenwirken von Hebel 13 und 14 mit einem der den Relais zugehörigen Hebel 15 und 16, dass das Relais, welches angezogen hat, auch nach Aufhören der Erregung mechanisch gehalten bleibt, bis Riegel 5 einfällt, wodurch die Hebel 10, 13, 14 im Gegenuhrzeigersinn schwenken und das Relais, das angezogen hatte und verklinkt war, abfällt, den Servomotor abschaltet und durch Kurzschliessen seines Ankers bremst. Der mögliche Auslaufweg des Schaltwerks ist durch den Ausschnitt der Riegelscheibe 4 begrenzt. Man sieht, dass das genaue Anhalten des Schaltwerks unabhängig vom Steuerschalter 9 erfolgt ; dieser übernimmt nur die Grobsteuerung. Bei einer"Auf-Ab-Steuerung"wird der Steuerschalter 9 unmittelbar, etwa von Hand, betätigt.
Wird er aus der Mittellage auf z. B. 11 Auf" gestellt. läuft das Schaltwerk aufwärts ; wird er in Mittellage gebracht, vollendet dieses den begonnenen Schaltschritt und bleibt dann stehen. Bei einer"Nachlauf Steuerung"wird der Steuerschalter in bekannter Weise von der Abweichung zwischen gewählter und tatsächlicher Stellung des Schaltwerkes verstellt oder es wird auf eine andere Art in Abhängigkeit von der erwähnten Abweichung ein Impuls auf die Relaisspulen gegeben.
Gibtwährend eines Schaltschrittes Steuerschalter 9 einen Gegenimpu1sr so wird das vorher nicht angehobene Relais elektromagnetisch angehoben. Dabei wird die Welle 12 samt Hebeln 10, 13, l4 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, wodurch das nun nicht mehr erregte Relais abfällt, d. h. dass. beim Ansprechen des ursprünglich nicht erregten Steuerrelais die Verriegelung des anderen ursprünglich erregten Relais selbsttätig gelöst wird. Um die gewünschte Wirkung zu erreichen, ist es notwendig, dass Hebel 10
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die Spulenzuleitung jedes Relais nur über einen Ruhe-Hilfskontakt des anderen Relais geleitet zu werden. Aber auch dann ist es wesentlich, Hebel 10 und Riegel 5 nur kraftschlüssig zu verbinden. Andernfalls könnte ein Relais, welches z. B. durch Reibung träger geworden ist, bei Anheben des Riegels nicht anziehen.
Die Verklinkung der Relais 7, 8 ist zweckmässig so, dass in den Klinkenhebeln 13, 14 je ein Bolzen in Wälzlagern gelagert ist, welcher mit den entsprechenden Flanken der Hebel 15, 16 zusammenarbeitet.
Um die Führung des Riegels 5 weitgehend zu entlasten, so wie die erforderliche Zugkraft des Riegelmagneten auf einen Bruchteil herabzusetzen, ist es zweckmässig, ai einem Ende 20 des Riegels 5 senkrecht zur Hubrichtung einen runden Bolzen 17 anzuordnen, auf welchem seitlich je ein Wälzlager 18 sitzt, dessen Aussenlaufringe auf parallelen, feststehenden Führungsflächen 19 abrollen können. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel hiefür.
DerRiegelbolzenl7, auf welchem seitlich je ein Wälzlager 18 sitzt, dessen Aussenlaufringe, wie bereits angeführt, auf parallelen, feststehenden Führungsflächen 19 abrollen können, ist gegen den Riegelmagnetteil 20 quer beweglich. Diese Anordnung gestattet eine Relativbewegung des Rollensatzes 17,18 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Riegelmagnetteiles 20, somit wird dessen Führung mit Sicherheit entlastet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuerungseinrichtung für von einem elektrischen Servomotor angetriebene Geräte, insbesondere Stufenschaltwerke für Triebfahrzeuge, bei welcher das genaue Anhalten des zu steuernden Gerätes in dessen einzelnen Stellung unabhängig vom steuernden Organ durchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Elektromagnet (6) mit einem mit einer Riegelscheibe (4) unabhängig von ihrer Drehrichtung zusammenwirkenden, als Riegel (5) ausgebildeten Anker vorhanden ist und zwei je nach der gewünschten Bewegungsrichtung der Schaltwerkswelle abwechselnd erregte Steuerrelais vorgesehen sind, deren Kontakte den der jeweiligen gewünschtenDrehrichtung zugeordneten Stromkreis des Servomotors schliessen,
und dass diese Steuerrelais eine mechanische Verriegelung aufweisen, so dass bei angezogenem Anker des Elektromagneten (6) die Steuerrelais verriegelt und in abgefallenem Zustand entriegelt sind.