DE1095366B - Elektrische, mit einem Zugseil und einer zeitabhaengigen Verriegelungseinrichtung versehene Schaltvorrichtung fuer Ausschalt- und Einschaltbefehle - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Stromkreise, insbesondere zum Schalten der Magnetstromkreise elektrischer Schütze, und insonderheit auf eine Schaltvorrichtung für den erwähnten Zweck, die sich von den bisher gebräuchlichen Schaltvorrichtungen dadurch unterscheidet, daß sie zum Einschalten verschieden oft betätigt werden muß als zum Ausschalten, und zwar unter Zugrundelegung der im Bergbau üblichen Signale: ein Schlag = Halt = Aus, und zwei kurz aufeinanderfolgende Schläge = Auf = Ein.

Es sind elektrische Schaltvorrichtungen bekannt, zu deren Betätigung zum Ein- wie auch zum Ausschalten nicht nur das gleiche Konstruktionselement benutzt, sondern darüber hinaus dieses beim Ein- wie auch beim Ausschalten in gleicher Weise betätigt wird (Knebel beim Lichtschalter, Kordel oder Seil beim Zugschalter). Dadurch ist es leicht möglich, daß gerade der entgegengesetzte Schaltvorgang ausgelöst wird, als eigentlich beabsichtigt war. Auch der Hebelschalter schließt diese Gefahr nicht ganz aus, obwohl bestimmungsgemäß zum Einschalten der Hebelgriff nach oben und zum Ausschalten nach unten umzulegen ist. Im Erregungszustand im Augenblick der Gefahr ist auch hier eine Verwechslung möglich.

Die im Bergbau verwendeten Fördergeräte, die sich meist über Längen von mehreren hundert Metern erstrecken, wie Doppelkettenförderer, Stahlgliederbänder, Gummibänder, werden meist von einem am Austrag des Förderers befindlichen Bedienungsmann ein- oder ausgeschaltet, der seine Schaltaufträge durch Lichtsignale oder durch akustische Zeichen übermittelt erhält. Lediglich als Notschalter sind Zugschalter in Gebrauch, die jedoch nur zum Ausschalten dienen. Sie geben die Möglichkeit, den Antrieb des Förderers von jeder Stelle aus auszuschalten, können aber nicht verhindern, daß er von anderer Stelle aus unbefugt wieder eingeschaltet wird. Um dieser Gefahr vorzubeugen, wäre eine Schaltvorrichtung zweckmäßig, mit der man den Antrieb des Förderers nicht nur von jeder Stelle aus ausschalten, sondern auch, und zwar einzig und allein nur von dieser gleichen Stelle aus, wieder einschalten kann. Wenn es auch zweckmäßig erscheint, zur Betätigung des Schalters zum Ein- wie auch zum Ausschalten das gleiche Konstruktionselement, z. B. ein Zugseil, zu verwenden, so möchte doch die Häufigkeit der Betätigung beim Einschalten eine andere sein als beim Ausschalten, um einerseits alle menschlichen Irrtümer und andererseits jedes unbeabsichtigte Einschalten durch zufällige Berührung oder durch fallende Gegenstände auszuschließen.

Vorliegende Erfindung schlägt eine elektrische, mit einer zeitabhängigen Verriegelungseinrichtung versehene Schaltvorrichtung vor, die die Möglichkeit gibt, mit ein und demselben Zugseil ein- und auszuschalten, und zwar

Elektrische, mit einem Zugseil

und einer zeitabhängigen
Verriegelungseinrichtung versehene

Schaltvorrichtung
für Ausschalt- und Einschaltbefehle

Anmelder:

Dipl.-Ing. Rudolf Irmscher,
Moers (Ndrh.), Schwanenring 45

Dipl.-Ing. Rudolf Irmscher, Moers (Ndrh.),
ist als Erfinder genannt worden

unter Zugrundelegung der jedem Bergmann in Fleisch und Blut übergegangenen Signale: ein Schlag = Halt = Aus, zwei kurz aufeinanderfolgende Schläge = Auf = Ein, so daß ein unbeabsichtigtes Einschalten ausgeschlossen wird.

Bei langen Fördergeräten, wie den obenerwähnten, besteht durch Verwendung mehrerer auf die ganze Länge des Förderers jeweils auf Sichtweite verteilter Schaltvorrichtungen die Möglichkeit, von jedem Abschnitt aus den Förderer ein- oder auszuschalten, wobei jedoch nur von dem Abschnitt aus wieder eingeschaltet werden kann, bei dem zuvor ausgeschaltet wurde. Dadurch werden alle Unfälle vermieden, die bisher dadurch entstanden sind, daß der von irgendeiner Stelle aus ausgeschaltete Förderer an einer anderen Stelle vorzeitig wieder eingeschaltet wurde.

Die Schaltvorrichtung, die zum Ausschalten die übliche, bekannte einfache Betätigungsregel erfordert, bedarf zum Einschalten einer zweimaligen, kurz aufeinanderfolgenden Betätigung, wobei der Zeitraum zwischen den beiden Betätigungen jenen Zeitraum nicht überschreiten darf, der beim gewohnten Signal »Auf« üblich ist. Eine zweimalige Betätigung mit längerem zeitlichem Zwischenraum bleibt wirkungslos. Die Erfindung besteht in der

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Vereinigung und dem Zusammenwirken nachstehender geschlungen ist (Bild 3) und somit die Bewegungen des

Merkmale: ~ ■ Schaltrades mitmacht. Eine Vorwärtsdrehung des Schalt-

a) eine fest gelagerte Achse mit einem auf ihr lose rades hat das Bestreben, die Feder 15 aufzudrehen, drehbar sitzenden, mit Schaltzähnen versehenen vermindert somit den Reibungsschluß zwischen Feder Schaltrad, das mit einer Schaltwalze fest ver- 5 und Nabe, so daß sich die Feder auf der Nabe lose nach bunden ist, vorwärts dreht, ohne die Nabe mitzunehmen. Eine

b) die Anordnung einer in einem Klinkenträger ge- Rückwärtsdrehung des Schaltrades zieht die Feder 15 lagerten Schaltklinke, die in die Schaltzähne des fester, vergrößert somit den Reibungsschluß zwischen Schaltrades einfaßt und durch Federkraft oder dieser und der Nabe, so daß das Zahnrad die Rückwärts-Schwerkraft mit ihrem längeren Arm bei der Vor- io drehung des Schaltrades mitmachen muß und dabei über wärtsbewegung einen vor der Klinke stehenden das Ritzel das Flügelrad in Umdrehung versetzt. Durch Schaltzahn erfaßt, bei der Rückwärtsbewegung den Luftwiderstand wird die Drehung des Flügelrades jedoch über die Schaltzähne hinweggleitet, und damit die Rückwärtsbewegung des Schaltrades ge-

c) die Anordnung einer Bremse für das Schaltrad, bremst. Der Grad der Verzögerung des Schaltrades wird bestehend aus einem Flügelrad, das über ein Zahnrad 15 durch das von der Feder 5 ausgeübte Drehmoment, das und Ritzel angetrieben wird, Übersetzungsverhältnis zwischen Zahnrad 13 und Ritzel 14

d) die Anordnung einer Kupplung zwischen dem Zahn- sowie durch die Größe des Flügelrades 12 bestimmt.

rad und dem Schaltrad, die das Zahnrad zwingt, Die Schaltvorrichtung hat ferner das Merkmal, daß die die Rückwärtsbewegung des Schaltrades mitzu- Rücklaufverzögerung des Schaltrades so gewählt wird, machen, bei der Vorwärtsbewegung dagegen das 20 daß die Zeitspanne zwischen Freigabe des Zahnes v, nach Zahnrad nicht beeinflußt. dem ersten Zug am Seil (Bild 4) bis zur letzten möglichen In der Zeichnung ist die Schaltvorrichtung in Grund- Eingriffsstellung des Zahnes e vor der Schaltklinke 7 und Aufriß, ihre Wirkungsweise in mehreren Teilbildern (Bild 5) so gewählt wird, daß sie mindestens gleich ist dargestellt. Aufbau und Wirkungsweise sind folgende: jener Zeitspanne, die beim üblichen bergmännischen Auf einer beiderseits fest gelagerten Achse 1 sitzt lose 25 Signal »Auf« zwischen dem Loslassen des Seiles nach dem drehbar das Schaltrad 2, mit dem die Schaltwalze 3 und ersten Zug und dem Beginn des zweiten Zuges verstreicht, der Bolzen 4 fest verbunden sind (Bild 1). Das Schaltrad In diesem Falle wird beim zweiten Zug von der Schalthat drei Zähne, den Vorschaltzahn v, den Einschaltzahn e klinke 7 der Zahn e erfaßt und das Schaltrad so weit und den Ausschaltzahn a. Am Bolzen 4 und der Welle 1 vorwärts gedreht, bis die Schaltklinke den Zahn e freiist mit ihren beiden Enden eine Schraubenfeder 5 30 gibt (Bild 6). In dieser Stellung gelangen zwei in die (Bild 2) so befestigt, daß sie bestrebt ist, das Schaltrad Schaltwalze 3 eingelassene, gegeneinander und gegen die in die Ausgangsstellung, die durch das Anstoßen des Schaltwalze isolierte Kontaktplatten 16 und 17 (Bild 1 Zahnes α an den Anschlag 6 gegeben ist, zurückzudrehen. und 6) unter die Kontaktstücke 18 und 19, die mit den In die Zähne des Schaltrades greift die Schaltklinke 7. Federn 20 und 21 fest verbunden sind und von ihnen Diese ist im Klinkenträger 8 gelagert und wird durch 35 gegen die Schaltwalze gedrückt werden. Die Federn sind Feder- oder Schwerkraft mit ihrem kürzeren Arm gegen gegeneinander und gegen die übrigen Teile der Schaltden Klinkenträger gedrückt (Ausgangsstellung), so daß vorrichtung isoliert. Dadurch werden der von der Schaltdas längere Ende bei Vorwärtsbewegung einen vor der vorrichtung zu schaltende Hauptstromkreis sowie gleich-Klinke stehenden Zahn erfassen muß, bei Rückwärts- zeitig, jedoch elektrisch unabhängig, ein Nebenstromkreis bewegung jedoch über die Zähne hinweggleiten kann. 40 geschlossen (Schaltschema, Bild 9). In den Nebenstrom-Der Klinkenträger ist mit der beiderseits geführten Zug- kreis ist eine Kontrollampe angeschlossen, die nur dann stange 9 fest verbunden und wird von der Druckfeder 10 aufleuchtet, wenn der Hauptstromkreis geschlossen ist gegen die gleichzeitig als Anschlag dienende Führung und dazu dient, die jeweilige Stellung der Schaltvorgedrückt (Ausgangsstellung, Bild 1). An der Zugstange richtung nach außen hin sichtbar zu machen,
ist das Zugseil 11 befestigt. Die Betätigung erfolgt durch 45 Ist die Zeitspanne zwischen dem Loslassen des Seiles Ziehen am Zugseil 11, wobei sich der Zug auf die Zug- nach dem ersten Zug (Bild 4) und dem Beginn des stange 9, den Klinkenträger 8 und auf die Schaltklinke 7 zweiten Zuges (Bild 5) größer als die Zeitspanne, die das überträgt. Die Betätigung der Schaltklinke kann auch Schaltrad braucht, um sich von der Freigabe des Zahnes ν durch andere Konstruktionselemente erfolgen, z. B. (Bild 4) bis in die letzte mögliche Eingriffsstellung des durch einen Schwenkhebel oder ähnliche. Die Schalt- 50 Zahnes e zurückzudrehen, kann ein Einschalten nicht klinke erfaßt den in der Ausgangsstellung vor ihr stehen- mehr erfolgen, da dann der Zahn e die Stellung, in der er den Zahn ν und dreht das Schaltrad 2 nach vorwärts von der Schaltklinke noch erfaßt werden kann, überin die in Bild 4 gezeigte Stellung, wo sie den Zahn ν schritten hat. Die Schaltklinke kann dann nur noch den gerade wieder freigibt. Nach Loslassen des Zugseiles Zahn ν erfassen, nach dessen Freigabe das Schaltrad drückt die Feder 10 den Klinkenträger 8 samt Schalt- 55 wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt, ohne daß klinke 7 sofort wieder in die Ausgangsstellung zurück. ein Einschalten erfolgen kann.

Das Schaltrad 2 ist infolge der Wirkung der Uhrfeder 5 Am oberen Ende der Feder 20 ist quer zu dieser ein gleichfalls bestrebt, wieder in die Ausgangsstellung isolierender Stab 22 befestigt (Bild 1), der bei Vorwärtszurückzukehren; seine Bewegung wird jedoch auf be- drehung des Zahnes υ von diesem beiseite geschoben wird, kannte Weise durch eine Bremse verzögert. Diese besteht 60 nach Passieren der Zahnspitze jedoch infolge der Spannung z. B. aus einem Flügelrad 12, das von dem Zahnrad 13 der Feder 20 sofort in seine ursprüngliche Lage zurück- und dem Ritzel 14 angetrieben wird. Zwischen Zahnrad 13 kehrt und das Schaltrad an der Rückwärtsdrehung und Schaltrad 2 ist, wie bekannt, eine Kupplung ein- hindert. Beide Stromkreise bleiben dadurch geschlossen geschaltet, die das Zahnrad nur die Rückwärtsdrehung (Bild 6).

des Schaltrades mitzumachen zwingt, bei dessen Vor- 65 Das Ausschalten erfolgt durch einfachen Zug am wärtsdrehung das Zahnrad jedoch nicht mitgenommen Zugseil entsprechend dem bergmännischen Signal; wird. Die Kupplung kann aus einer die Nabe des auf der ein Schlag = Halt. Die Lage des Zahnes a am Umfang Welle 1 lose drehbaren Zahnrades 13 umschließenden der Schaltscheibe ist so gewählt, daß er in Eingriffszylindrischen Feder 15 bestehen, deren eines Ende um stellung gegenüber der in Ausgangsstellung befindlichen den mit dem Schaltrad 2 fest verbundenen Bolzen 4 70 Schaltklinke steht, wenn der Zahn ν vom Stab 22 fest-

gehalten wird, also die Schaltvorrichtung eingeschaltet hat (Bild 6). Bei jedem auf die beiden Einschaltzüge nachfolgenden dritten Zug, gleichgültig wann er erfolgt, wird der Zahn α von der Schaltklinke erfaßt und dadurch das Schaltrad vorwärts gedreht. Neben der Schaltwalze 3 sitzt auf der Achse 1, gleichfalls lose drehbar, eine Nockenscheibe 23. In ihrem kreisförmigen Teil hat sie den Durchmesser der Schaltscheibe. Die Nockenscheibe trägt ein bogenförmiges Langloch 24, das so bemessen ist, daß der durch das Langloch hindurchreichende Bolzen 4 in der Ausgangsstellung der Schaltscheibe 2 (Bild 1) das eine Ende des Langloches berührt, sich bei Vorwärtsdrehung der Schaltscheibe und Stillstand der Nockenscheibe frei im Langloch bewegt und bei Erreichen der Einschaltstellung das andere Ende des Langloches berührt (Bild 6). Wird nun die Schaltscheibe, wie oben erwähnt, beim Ausschaltvorgang durch Zahn α über die Einschaltstellung hinaus weiter nach vorwärts gedreht, wobei die Kontaktplatten unter den Kontaktstücken hinweggleiten und dadurch beide Stromkreise unterbrechen, wird vom Bolzen 4 die Nockenscheibe mitgenommen, deren Nocken sich unter den Stab 22 schiebt und ihn von der Schaltscheibe so weit wegdrückt, daß die Zähne e und υ bei Rückwärtsdrehung der Schaltscheibe unter dem Stab 22 ungehindert hindurchkönnen (Bild 7). In dieser Stellung wird durch Anpressen des Stabes.22 gegen den Nocken die Nockenscheibe festgehalten. Durch das Wegdrücken des Stabes 22 werden die Kontaktstücke 18 und 19 so weit von der Schaltwalze abgehoben, daß bei deren Rückwärtsbewegung die Kontaktplatten 16 und 17 die Kontaktstücke 18 und 19 nicht berühren können (Bild 7). Dabei bewegt sich der Bolzen 4 wiederum frei im Langloch der Nockenscheibe, bis er an das Ende des Langloches stößt (Bild 8). Von da ab nimmt die in die Ausgangsstellung (Bild 1) zurückkehrende Schaltscheibe mit Hilfe des Bolzens 4 auch die Nockenscheibe in die Ausgangsstellung mit. Der Nocken gleitet unter dem Stab 22 hinweg, so daß sich die beiden Kontaktstücke 18 und 19 wieder an die Schaltwalze anlegen und für den nächsten Schaltvorgang bereit sind.

Die Schaltvorrichtung wird mit ihrem Hauptstromkreis (Klemmen 25 und 26 in Bild 9) mit dem zu schaltenden Stromkreis (z. B. Erregerkreis eines Motorschützes) in Reihe geschaltet. In diesem Falle ist der Selbsthaltekontakt des Schützes außer Betrieb zu setzen und für die Nullspannungsauslösung ein eigener Schaltmagnet vorzusehen. Wird nur eine Schaltvorrichtung verwendet, werden die Ausgangsklemmen des Hauptstromkreises 27 und 28 kurzgeschlossen. Bei Verwendung mehrerer Schaltvorrichtungen werden die Eingangsklemmen der nachfolgenden mit den Ausgangsklemmen der vorhergehenden Schaltvorrichtung verbunden und die Ausgangsklemmen der in der Reihe letzten Schaltvorrichtung kurzgeschlossen.

Claims (12)

55 Patentansprüche:

1. Elektrische, mit einem Zugseil und einer zeitabhängigen Verriegelungseinrichtung versehene Schaltvorrichtung für Ausschalt- und Einschaltbefehle, insbesondere zum Schalten von Magnetstromkreisen elektrischer Schütze — beispielsweise bei Förderanlagen im Grubenbetrieb unter Tage oder anderer Anlagen, die nicht von einer Stelle aus betrieblich übersehen werden können —, die bei einmaliger Betätigung nur ausschaltet, zum Einschalten jedoch einer zweimaligen Betätigung, und zwar innerhalb eines ganz bestimmten Zeitraumes bedarf, gekenn zeichnet durch die Vereinigung und das Zusammenwirken nachstehender Merkmale:

a) eine fest gelagerte i\.chse (1) mit einem auf ihr lose drehbar sitzenden, mit Schaltzähnen versehenen Schaltrad (2), das mit einer Schalt walze (3) fest verbunden ist,

b) die Anordnung einer in einem Klinkenträger (8) gelagerten Schaltklinke (7), die in die Schaltzähne (v, e, α) des Schaltrades (2) einfaßt und durch Federkraft oder Schwerkraft mit ihrem längeren Arm bei der Vorwärtsbewegung einen vor der Klinke (7) stehenden Schaltzahn erfaßt, bei der Rückwärtsbewegung jedoch über die Schaltzähne hinweggleitet,

c) die Anordnung einer Bremse für das Schaltrad (2), bestehend aus einem Flügelrad (12), das über ein Zahnrad (13) und Ritzel (14) angetrieben wird,

d) die Anordnung einer Kupplung zwischen dem Zahnrad (13) und dem Schaltrad (2), die das Zahnrad zwingt, die Rückwärtsbewegung des Schaltrades (2) mitzumachen, bei der Vorwärtsbewegung dagegen das Zahnrad (13) nicht beeinflußt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (2) drei Schaltzähne (v, e, α) besitzt, von denen der eine (v) als Vorschaltzahn, der zweite (e) als Einschaltzahn und der dritte (α) als Ausschaltzahn dient.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer die Achse (1) mit einem Bolzen (4) verbindenden Spiralfeder (5), die das Bestreben hat, das Schaltrad (2) jeweils in die durch das Anstoßen des Schaltzahnes («) an einen Anschlag (6) gegebene Ausgangsstellung zurückzudrehen.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinkenträger (8) mit einer beiderseits geführten Zugstange (9) verbunden ist, wobei eine Druckfeder (10) ihn gegen die gleichzeitig als Anschlag dienende Führung drückt.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Zugseiles (11), Schwenkhebels od. dgl. an der Zugstange (9).

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung aus einer die Nabe des auf der Achse (1) lose drehbaren Zahnrades (13) umschließenden, zylindrischen Feder (15) besteht, deren eines Ende um den mit dem Schaltrade (2) fest verbundenen Bolzen (4) geschlungen ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in die Schaltwalze (3) eingelassene, gegeneinander und gegen die Schaltwalze isolierte Kontaktplatten (16, 17).

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei im Bereich der Schaltwalze (3) vorgesehene Kontaktstücke (18, 19), die mittels mit ihnen fest verbundener Federn (20, 21) gegen die Schaltwalze (3) gedrückt werden.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Isolierstab am oberen Ende der Feder (20), der eine Vorwärtsbewegung des Schaltrades (2) zuläßt, dieses jedoch an der Rückwärtsbewegung hindert.

10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer lose drehbaren ^; Nockenscheibe (23) auf der Achse (1) neben der Schaltwalze (3), die mit einem bohnenförmigen Langloch (24) für den Eingriff des Bolzens (4) versehen ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Kontrollampe im

Nebenstromkreis, die bei geschlossenem Hauptstromkreis aufleuchtet und die jeweilige Stellung der Schaltvorrichtung nach außen anzeigt.

12. Die Hintereinanderschaltung der Hauptstromkreise mehrerer der beschriebenen Schaltvorrichtungen als Blocksicherung bei längeren unübersichtlichen

Fördermitteln, die eine Wiederingangsetzung nur von der Stelle aus ermöglicht, an der das Fördermittel stillgesetzt wurde.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 443 627,611 193,827 608.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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