AT215559B - Einrichtung für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage - Google Patents

Einrichtung für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage

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AT215559B
AT215559B AT29159A AT29159A AT215559B AT 215559 B AT215559 B AT 215559B AT 29159 A AT29159 A AT 29159A AT 29159 A AT29159 A AT 29159A AT 215559 B AT215559 B AT 215559B
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disc
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Walter Ing Baeuml
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Elin Union Ag
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  Einrichtung für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage 
Bei servomotorlsch angetriebenen Geräten, insbesondere beiSchaltwerkenmitFernsteuerung für elektrische   Triebfahrzeuge   mit sogenanntem Stellungszwang wurden Anordnungen bekannt, die ein Stillsetzen 
 EMI1.1 
 derüber ein Vorgelege und eine Rutschkupplung mit dem elektrisch angetriebenen Servomotor verbundenen Triebwelle eines Schaltwerkes eine Rastenscheibe anzuordnen, die einen oder mehrere Ausschnitte für einen oder mehrere, meist elektromagnetisch gesteuerte Riegel aufweist. Bisher waren mehrere Riegel bei drehrichtungsabhängiger Ausführung der   Rastenscheibenausnehmung   erforderlich. 



   Der Riegel fällt, wenn der Bremsimpuls gegeben ist, in die Ausnehmung der Rastenscheibe ein und setzt dadurch die Schaltwerkswelle still. Die durch den Antrieb noch vorhandene kinetische Energie wird teils von der Rutschkupplung, teils von der   Rastenscheibenverriegelung   aufgenommen. 



   Es wurden auch Konstruktionen bekannt, bei denen nach einem gegebenen Bremsimpuls die Verriege-   lung über eine Rastenscheibe unabhängig von der Drehrichtung undeinem eventuellen Gegenimpuls   erfolgt. 



   DerAntrieb der Schaltwerkswelle durch einen Servomotor kommt vor allem bei halb-oder vollautomatischen Vielfachsteuerungen in Frage, der Schaltwerkswellenantrieb kann aber auch bei nichtautomatischer Steuerung von Hand aus, eventuell über eine Transmission, die wegen der Reduktion der   Verstelt-   kräfte günstig ist, erfolgen. 



   Alle bis jetzt in der Technik üblichen Verriegelungen bzw. Vorrichtungen für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage haben den Nachteil, dass der Riegelbolzen und die mit ihm zusammenwirkende Rastenscheibe einen mehr oder minder   grossen Teil   der durch die Schaltwerkswelle übertragenen Wucht aufnehmen müssen bzw. alle auf der Welle angebrachten Getriebe- und Kupplungsteile hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. 



   Um diesen Nachteil zu vermeiden, muss man daher bestrebt sein, die Schaltwerkswelle schon vor Erreichung   derEndlage einesSchaltschrittes   abzubremsen, damit kein oder nur   ein sehr geringer Teil   der von der Welle übertragenen kinetischen Energie am RLegelanschlag wirksam wird. Dies könnte   z. B.   einfach durch einen entsprechend voreilenden Ausschnitt in der Rastenscheibe erreicht werden, kommt aber während der Bremsung ein Gegenimpuls oder wird ein Startbefehl frühzeitig zurückgenommen, so steht dann nicht mehr der volle Bremsweg zur Verfügung und der Anschlag wird wieder stark belastet. 



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung zum Stillsetzen einer sich drehenden Welle unabhängig von der Drehrichtung in einer bestimmten Lage, wobei durch das Zusammenwirken einer mit der Schaltwerkswelle   kraftschlüssig verbundenen Rastenscheibe   mit einer gegen die Kraftwirkung einer Feder drehbeweglichauf der Welle sitzenden Verriegelungsscheibe ein Einfallen des Riegelbolzens und damit der Beginn der Bremsung mit späterer Stillsetzung der Schaltwerkswelle nur dann möglich ist, wenn ein bestimmter, für die Bremsung der Welle notwendiger Bremsweg, in der Praxis kann dieser mit 80 Winkelgraden'angenommen werden, zur Verfügung steht. 



     AnHand der beiliegendenZeichnungen soll der Aufbau und die Wirkungsweise   der erfindungsgemässen Einrichtung genauer beschrieben werden. 



   Der Gesamtaufbau der Einrichtung für das Stillsetzen einer sich   drehendenwelle in einer bestimmten   

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 Lage ist in Fig. 1 dargestellt, wobei der linke Teil der Fig. 1 die Vorderansicht teilweise im Schnitt GH des Seitenrisses der Fig. 1 und der rechte Teil den Seitenriss im Schnitt EF der Vorderansicht zeigt, die Fig. 2-5 stellen Details der erfindungsgemässen Einrichtung dar. 



   Auf der Welle 5 sitzt, über den Bolzen 14 mit ihr kraftschlüssig verbunden, eine Hülse 20 mit einer darauf starr, z. B. durch Schweissen befestigten Rastenscheibe 3. Die Rastenscheibe 3 besitzt einen zirka 80 Winkelgrade grosse   segmentförmige Ausnehmungen   4 und ist mit ihrer Hülse 20 gegen die Wirkung einer Feder 11 geringfügig axial verschiebbar. Damit die Rastenscheibe 3 axial verschoben werden kann, muss bei fester Lage des Bolzens 14 die Hülse 20 eine entsprechende Führungsnut 16 aufweisen (Fig. 2). 



  Die Feder 11 wird zwischen der Scheibe 3 und dem Kragen einer topfförmigen Distanzhülse 13 mit zwei Nasen 15 (Fig. 3) gehalten, wobei die Nasen 15 zur Halterung der Hülse am Bolzen 14 dienen. Auf der Schaltwerkswelle 5 sitzt weiters eine mit ihr über den Bolzen 17 starr verbundene Hülse 19, auf welcher   die Distanzhülse 21 mit der Verriegelungsscheibe 6 drehbar angeordnet ist.   Die Verriegelungsscheibe 6. mit einer ungefähr dem   Riegelbolze'1durchmesser angepassten Ausnehmung ist starr   auf der Hülse 21 befestigt und trägt zwei Anschlagbolzen 12 sowie einen unterhalb der Ausnehmung für den Riegelbolzen 7 angebrachten Bolzen 18, welcher mit einem Ende der Schraubenfeder 8 in kraftschlüssiger Verbindung steht. 



  Die hochgezogenen Enden der Feder 8, welche ein wesentliches   KonstruktionselementfürdasFunktionie"   ren der Verriegelungseinrichtung darstellen, werden einerseits durch den Bolzen 18, anderseits durch einen auf der im Raume feststehenden Kulisse 2 angeordneten Bolzen 9 gehalten (Fig. 4). Die Kulisse 2 ist an einem in der Zeichnung nicht ersichtlichen feststehendenRahmen beispielsweise mittels Schrauben 23 befestigt. 



   Die Rastenscheibe 3 sowie die Verriegelungsscheibe 6 besitzen auf der einander zugewandten Fläche diametral gegenüberliegende, jedoch mit verschiedener radialer Entfernung vom Drehungsmittelpunkt angeordnete Reibflächen 10 bzw. 22. Der hiegelbolzen 7, welcher in die Ausnehmung 4 der Rastenscheibe 3 beim Bremsvorgang der Schaltwerkswelle 5 eingreift, ist mit dem z. B. elektromagnetisch gesteuerten Riegel l starr verbunden oder in Wälzlagern drehbeweglich gehalten. Der Riegelbolzen 7 besitzt zwei an ihm befestigte Wälzlager 24,   durchwelche   eine fast reibungslose Führung des Bolzens 7 in der Ausnehmung der Kulisse 2 gewährleistet wird. 



   Um die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung zur Stillsetzung der Schaltwerkswelle zu erläutern, wird zuerst angenommen, dass derAntriebsmotor der Schaltwerkswelle eingeschaltet ist und die Welle 5 langsam durchgedreht wird. In diesem Zustand, wenn also   noch kein Bremsbefehl gegeben ist,   muss der Riegel 1 mit Bolzen 7 hochgezogen sein. Betrachtet man nun den Fall, dass die Welle 5 im Uhrzeigersinn langsam gedreht wird, so nimmt die auf der Welle 5 in bezug auf Drehung   starrsitzendeRa-   stenscheibe 3 infolge   kraftschllissigex Verbindung derrechten   Kanten   ihrer Reibungsflächen 10   mit den linken Kanten der   Reibungsflächen   22 die mit letzteren fest verbundene Verriegelungsscheibe 6 bei gleichzeitigemSpannen der Feder 8 mit.

   Die Verriegelungsscheibe 6 kann sich jedoch nur so lange mitdrehen, bis der an ihr angebrachte, in Fig. 1 links eingezeichnete Bolzen 12 an die im Raum feststehende Kulisse 2, an deren linker unterer Kante anschlägt und dadurch eine weitere Drehung der Verriegelungsscheibe   6 verhindert. Dasich aber die Schaltwerkswelle 5 mit derRastenscheibe 3 weiterbewegt,   muss die Reibungfläche 10 an der Reibungsfläche 22 vorbeigleiten können. Dies wird durch geeignete Kantenausbildung (Fig. 5, SchnittCD in Fig.   l)     der zusammenwirkendenReibflächen und durch die   axiale Beweglichkeit der einen mit der Rastenscheibe verbundenen erreicht.

   Somit gleiten also bei durch   denAnschlagbolzenl2sttllgehaltener   Verriegelungsscheibe   6 mit ihrenReibungsflächen 22 die Reibungsflächen 10 derRastenscheibe   3 unter gleichzeitiger axialer Verschiebung   dieser Reibungsfläehen   mit derRastenscheibe 3 und der Hülse 20 gegen die Wirkung derFeder 11 an den erstgenannten Reibungssegmenten vorbei. Ist dies geschehen, kann die   Verriege-   lungsscheibe 6 in ihrer vorbeschriebenen Lage nicht mehr gehalten werden und diese wird durch die Kraftwirkung der gespannten Feder 8, da das eine Ende der Feder 8 durch den an der Kulisse 2 angebrachten Bolzen 9 festgehalten und das andere durch den Bolzen 18 und der Scheibe 6 mitgedreht wurde, in ihre Ausgangslage zurückgebracht.

   Die Verriegelungsscheibe hat, während sich die Scheibe 3 weiterdreht, eine Pendelbewegung von zirka 90 Winkelgraden durchgeführt. Diese Pendelbewegung wiederholt sich bei jeder kompletten Umdrehung der Schaltwerkswelle 5. 



   Wird nun zu irgendeinem Zeitpunkt der Bewegung der Schaltwerkswelle ein Bremsbefehl gegeben, wobei dieBremsung   derSchaltwerkswelle durch Kurzschlussbremsung'desServomotors   erfolgen soll, so muss der die Bremsung einleitende, d. h. den Bremsbefehl an den Servomotor gebende Riegel 1 mit Riegelbolzen 7 in die Ausnehmung 4 der Rastenscheibe 3 eingreifen. Dies kann aber nur in der in Fig. 1 gezeichneten Lage der Verriegelungsscheibe 6 zur Rastenscheibe 3 geschehen. Der Riegelbolzen 7 befindet sich dann in derStellung B. In jeder anderen Stellung der beiden Scheiben zueinander, d. h., in jeder anderen 

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 Bewegungsphase verhindert die den gleichen Durchmesser wie die Rastenscheibe aufweisende   Venige-   lungsscheibe 6 den Riegelbolzen 7 an einem Eingreifen.

   Somit wird erreicht, dass der Bremsbeginn und die damit verbundene spätere Stillsetzung der über einen elektrischen Servomotor angetriebenen Schaltwerkswelle nur dann erfolgen kann, wenn der für eine sanfte Stillsetzung notwendige Bremsweg von zirka 80 Winkelgraden zur Verfügung steht. 



   Wird die Schaltwerkswelle entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht, so dreht sich zuerst nur die Rastenscheibe 3 mit und die Verriegelungsscheibe 6 bleibt vorläufig in der aus Fig.   l   ersichtlichen Lage. 



  Dies gilt so lange, bis die linken Kanten der   Reibungssegmente M die rechten Kanten der Reibungsflä-   chen 22 berühren und   durchKraftschluss   diese und damit auch die Scheibe 6 in ihrer durch die Schaltwerkswelle 5 aufgezwungenen Drehbewegung mitnehmen. Ist dies geschehen, so dreht sich 6 wieder so lange mit 5 bzw. 3 unter Spannung der Feder 8 mit, bis der in Fig. 1 rechts eingezeichnete Bolzen 12 die rechte untere Kante der feststehenden Kulisse 2 berührt und damit ein Weiterdrehen der Verriegelungsscheibe unmöglich macht.

   Dann gleiten beigleichzeitiger axialer Verschiebung von 3 die Reibflächen 10 und 22 aneinander vorbei und die Verriegelungsscheibe wird durch die gespannte Feder 8 wieder in ihre ursprüngliche Lage   zurückgebracht.   Auch hier pendelt die Scheibe 6 bei jeder kompletten Umdrehung der Schaltwerkswelle um zirka 90 Winkelgrade, jedoch in. entgegengesetztem Sinne wie bei der Bewegung im Uhrzeigersinn. 



   Bei einem Bremsbefehl kann der Riegelbolzen wieder nur in einer einzigen Stellung in die Ausnehmung 4 einrasten u. zw. dann, wenn die linke Kante von 10 die rechte Kante von 22 berührt, d. h., wenn die in Fig. 1 mit A bezeichnete Stelle sich mit der Stelle B deckt. Bei jeder anderen Stellung wird entweder von   derVerriegelungsscheibe   6 oder von der Rastenscheibe 3 ein Eingreifen des Riegelbolzens 7 verhindert. Auch hier ist bei Beginn der Bremsung wieder der volle Bremsweg vorhanden. 



   Ist nun der Riegelbolzen 7 in der StellungA oder B, je nach Drehsinn der Schaltwerkswelle,   eingefal-   len und die Bremsung eingeleitet, so dreht sich nur die Rastenscheibe 3 weiter, die Scheibe 6 verharrt in der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung, da der Bolzen 7 eine Mitdrehung dieser mit 3 verhindert. Damit sich aber 3 bei feststehender Scheibe 6 weiterdrehen kann, muss die Reibungsfläche 10 an 22 bei gleichzeitiger geringfügiger axialer Verschiebung von 3 vorbeigleiten. Wenn die beiden Reibflächen ganz aneinander   vorbeigegl1tLen   sind, somit die beiden Reibflächen ausser Eingriff stehen, ist auch die Bremsung der Schaltwerkswelle beendet und der Riegelbolzen 7 schlägt an die Begrenzung der Ausnehmung 4 an und verhindert unter allen Umständen ein Weiterdrehen der Rastenscheibe und der Schaltwerkswelle. 



   Wird während eines eingeleiteten Bremsvorganges der Bremsbefehl durch Anheben des Riegels 1 mit Bolzen 7 zurückgenommen, so fällt natürlich das Festhalten der Verriegelungsscheibe 6 durch 7 weg und die Rastenscheibe 3 nimmt infolge des Zusammenwirkens der Reibflächen 10 mit 22 die Scheibe 6 in ihrer Drehbewegung mit. Die Reibungshaftkraft zwischen 10 und 22 wird durch die   Anpresswirkung   der Feder 11 noch verstärkt. Das Mitnehmen der Verriegelungsscheibe erfolgt so lange, bis entsprechend der Drehrichtung der linke oder rechte Bolzen 12 an die linke oder rechte Unterseite der Kulisse 2 anschlägt und ein Zurückpendeln der Verriegelungsscheibe infolge der Federwirkung von 8 in ihre Ursprungslage auslöst.

   Folgt nun knapp nach Zurücknahme des Bremsbefehls ein neuer, so kann der Riegel 7, da sich 6 bereits ein Stückchen nach links oder rechts, je nach Drehrichtung, weitergedreht hat, nicht mehr in die Ausnehmung 4 einfallen, d. h., es kann kein Bremsbefehl an den elektrischen Servomotor weitergegeben werden. Ein solcher ist erst dann wieder möglich, wenn die Verriegelungsanordnung sich in der Bremsbereitschaftstellung befindet, d. h., der volle Bremsweg wieder zur Verfügung steht. 



   Der Nachteil der hohen mechanischen Beanspruchung des Regelbolzens der Rastenscheibe sowie der auf der Schaltwerkswelle angebrachten Getriebe-bzw. Kupplungsteile wird somit durch die   erfindungs-   gemässe Vorrichtung für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage vermieden und dadurch hebt sich diese vorteilhaft gegenüber bekannten Verriegelungsvorrichtungen ab. 

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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Einrichtung für das Stillsetzen einer sich drehenden Welle in einer bestimmten Lage, insbesondere bei Schaltwerken mitFernsteuerung mit sogenanntem Stellungszwang, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Zusammenwirken einer mit der Schaltwerkswelle (5) kraftschlüssig verbundenen Rastenscheibe (3) mit einer drehbeweglichen, auf der Welle (5) sitzenden, gegen die Kraftwirkung einer Feder (8) drehbaren Verriegelungsscheibe (6), unabhängig von der Stellung derRastenscheibe (3) und der Drehrichtung bei anbefohlener Stillsetzung der Welle, beim Einfallen des Riegelbolzens in die Ausnehmung der Rastenscheibe immer der volle Bremsweg bzw. Bremswinkel zur Verfügung steht. <Desc/Clms Page number 4>
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastenscheibe gegen die Wirkung einer Spiralfeder axial verschiebbar ist.
    3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rastenscheibe (3) und Verriegelungsscheibe (6) auf den einander zugekehrten Seiten mindestens je eine segmentförmig ausgebildete Reibfläche aufweisen.
    4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellung der Verriegelungsscheibe in ihre Ausgangslage, d. h., in ihre Bremsbereitschaftslage durch die Wirkung einer Spiralfeder erfolgt.
    5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellung der Verriegelungsscheibe in ihre Bremsbereitschaftslage durch das Zusammenwirken der Anschlagbolzen (12) mit einer starren Kulisse (2) ausgelöst wird.
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