DE128078C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT?

KLASSE 21 c.

H. P. DAVIS in PITTSBURG, G. WRIGHT und A. WURTS in PITTSBURG

ILKINSBURG

einer besonderen Unterbrechungsstelle.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 16. Mai 1899 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die verschiedenen Strom- und Widerstandsverhältnisse in der AVeise herzustellen, dais jeder Stromkreis durch einen unabhängigen Schalter geschlossen wird, ehe die Einschaltung" vor sich geht. Das Gleiche gilt für das Parallel- und Hintereinanderschalten von zwei Motoren und für das Umschalten. Es wird dabei der Strom geschwächt, ehe der Stromkreis unterbrochen wird, um die Bildung von Lichtbogen und Funken zu verringern und zu vermeiden.

Es ist bereits bekannt (vergl. u. a. das D. R. P. 40641), bei Schaltern einen Unterbrecher anzuordnen, welcher an besonderer Unterbrechungsstelle jedesmal den Stromkreis trennt, ehe Contactunterbrechung am Regelapparat vor sich geht. Diese Aufgabe aber in besonders einfacher und sicherer Weise zu lösen, ist Zweck der vorliegenden Erfindung.

Fig. ι zeigt den Apparat in Ansicht mit theilweisem Schnitt.

Fig. 2 zeigt eine Einzeldarstellung aus Fig. i.

Fig. 3 und 4 sind Schnitte nach A-B und Q-D der Fig. 5.

Fig. 5 zeigt die Stellung in Fig. 3 nach Pfeilrichtung y,

Fig. 6 eine solche nach Pfeilrichtung z.

Fig. 7 sind Constructionstheile.

Fig. 8 bis 10 zeigen Einzelheiten in verschiedenen Stellungen.

Hierbei sind Fig. 3 bis 7 in vergrößertem Maisstabe dargestellt.

In den Figuren bedeutet 1 das Gestell, 2 die Reglertrommel, welche starr mit der Büchse 20, die die Achse 21 umgiebt, verbunden ist, so dafs sie sich um diese Achse drehen kann. Die Achse 21 ist mittels Lager mit dem Gestell verbunden und durch Handgriff zu bewegen, 3 und 4 sind die Trommeln des vereinigten Umschalters und Ausschalters, während 5 der obenerwähnte Schalter ist, der dazu dient, den Contact herzustellen und zu unterbrechen. Die Trommel ist mit Contactstreifen 6, 7, 8, 9, 10 versehen, welche mit den feststehenden Contacten Ii bis 18 in Eingriff kommen können.

Die Trommeln 3 und 4 für den Umschalter sind lose auf die Achse 24, welche in Lagern des Gestelles geführt wird, gesteckt, wobei Vorrichtung'en, um jede von diesen Trommeln unabhängig zu kuppeln, vorgesehen sind. Es sind die besagten Trommeln mit pässenden--Contactstreifen, welche mit 54 bis 59 auf -der τ oberen Trommel bezeichnet sind, ausgerüstet, und denen '541 bis 591 auf der unteren Tfommel entsprechen. Die festen Contacte, weiche mit den besagten Contactstreifen in Eingriff kommen, sind mit den Bezugsbuchstaben 60 bis 65 und 601 bis 605 bezeichnet. Die Gestalt und die relative Stellung der Contactstreifen auf. der Trommel ist ähnlich und leicht durch die Fig. 1 zu verstehen.

Was die mechanische Einrichtung betrifft, so ist eine Nuthenscheibe. (22 in Fig. 2) an das untere Ende der Büchse 20 angeschlossen,

wobei die Anzahl der Nuthen den verschiedenen Laufstellungen der Trommel entspricht. Ein Winkelhebel 23 ist drehbar an dem Gestell um die Achse 24 befestigt (Fig. 3 oder 6). Ein Arm 233 desselben steht in Verbindung mit der Spiralfeder 25. Der andere Arm 231 dagegen ist mit einer Rolle 232 ausgestattet, welche in die Nuthen der Platte 22 einspielt. Unterhalb von 22 ist an der Achse 21 eine längliche Platte 26 befestigt mit hervorspringendem Zapfen 261, der zwischen zwei andere Zapfen 221 der Nuthenscheibe 22 sich bewegt, und zwar gegen den einen oder anderen je nach der Richtung der Drehung" anstöfst. Eine Kammscheibe 27 ist an der Achse 21, und zwar unterhalb des Kammes 26 befestigt (vergl. namentlich Fig. 2, 5 und 6). Die Gestalt dieser Platte 2,7 ist am besten aus der Fig. 4 erkenntlich, sowie ihre sieben Zähne, nämlich 271, 272, 273, 274 und die zweite Gruppe 275, 276, 277. Die Platte 26, deren Stellung unveränderlich ist in Bezug auf die Kammscheibe 27, ist so angeordnet, dafs ihre Nasen 262 gerade dorthin, wo auf der Scheibe keine Zähne vorhanden sind, zu fallen kommen (vergl. namentlich Fig. 4).

28 ist eine Achse in passenden Lagern des Gestelles gelagert, welche das Kopfstück 29 trägt. Dieses Kopfstück ist in Fig. 3, 4 und 8 bis 10 im Grundrifs und in Fig. 1, 5 und 6 in der Ansicht erkennbar. Dabei ist in Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles y in Fig"· 3> Fig· 6 in Richtung des Pfeiles z. Der Arm 30 ist drehbar an dem Stück 29 angeordnet und trägt eine Rolle 32, sowie einen Ansatz 301, in welchen ein Ende des Kopfstückes 29 eingreift, gegen das der Arm 30 durch die Feder 31 festgedrückt wird. 34 ist ein ähnliches Stück wie 30 mit der Rolle 35 und dem Ansatz 341, welcher gegen das Ende des. Kopfstückes 29 unter der Wirkung der Feder 36 anliegt. Eine weitere Rolle 331 ist auf dem Vorsprung 33 des Kopfstückes 29 angebracht in einer Lage vertical über der Normalstellung der Rolle 35. Die Rollen 331 und 32 liegen in der Ebene der Platte 26, die Rolle 35 in der Ebene der Kammscheibe 27, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich.

Unterhalb des Kopfstückes 29 ist an der Achse 28 eine Platte 37 befestigt, welche mit einem Segment von Zähnen 38 ausgerüstet ist, um in Eingriff mit dem Zahnrad 39 zu kommen, welches an das obere Ende der Achse 40 angeschlossen ist, und welches in den Lagern 41 und 53 sich drehen kann (vergl. Fig. ι und 7). An die Achse 40 ist ferner der Doppelarm 42 angeschlossen, der an seinen Enden Federcontacte 43 trägt. Es ist endlich an der Achse 40 eine Platte 44 befestigt mit zwei Nasen 441 und 442 (vergl. hierzu Fig. 1 und 7). Diese Nasen ergreifen das Stück 45 mit seiner Rolle 46, wobei 45 drehbar an dem Gestell befestigt ist und durch die Feder 47 gegen Platte 44 geprefst wird (vergl. Fig. 7).

Die Contactfedern 43, welche die beweglichen Contacte des Umschalters 5 ausmachen, während die Stücke 48 die festen Contacte sind, sind so gestaltet, dafs sie nach einander mit einer Reihe von Zapfen 49 (vergl. Fig. 1 und 7) in Eingriff kommen, wenn die Achse 40 gedreht wird. Jeder dieser Zapfen 49 steht in Verbindung mit einer \¥iderstandsrolle 50, wobei alle diese Rollen hinter einander geschaltet und in Isolation 51 eingebettet sind, während ein Gehäuse 52 das Ganze umgiebt (Fig. i).

Der Vorgang der Einrichtung ist nun folgender :

Wenn der Stromkreis offen ist und folglich der Regler noch nicht gebraucht wird, so sind die Stellungen . der einzelnen Theile diejenigen, welche Fig. 1 und 8 zeigen. Dreht man nun die Achse 21 in Richtung des Pfeiles von Fig. 1 und 8, so drehen sich die unter einander fest \'erbundenen Daumenscheiben 26 und 27, bis der Zapfen 261 auf dem Kammstück 26 in Eingriff kommt mit dem Zapfen 221 der Nuthenplatte 22. Sobald dies aber geschieht, dreht sich auch die Trommel 2 und die Platte 22 zugleich mit der Achse 21. Man wird aber bemerken, dais angesichts der Entfernung zwischen 261 und 221 eine beträchtliche tote Bewegung zwischen der Trommel 2 und der Achse stattfindet, und während dieses toten Ganges bewegt die Platte 26, indem sie mit der Rolle 32 eingreift, das Kopfstück 29 und seine Achse 28 in die Stellung, welche in Fig. 3 eingezeichnet ist, ehe die festen Contacte 11,12,13 in Eingriff mit den Contactplatten 6 und 8 auf der Trommel kommen.

Die Weiterbewegung der Trommel geht rasch vor sich, da der unter Federdruck stehende Doppelarm 23 in eine der Nuthen der Platte 22 geprefst wird. Hierdurch wird in bekannter Weise die Bewegung der Trommel von der Bewegung der Achse 21 von dem Augenblick an unabhängig gemacht, wo das Ende irgend eines Zahnes der Platte 22 die Rolle 232 passirt hat, indem die Feder 25, welche auf das Stück 23 einwirkt, die genannte Rolle gegen die Achse 21 preist und dadurch die Platte 22 im Sinne des Pfeiles zur Umdrehung bringt, und zwar der Be- \veg'ung der Achse 21 voreilend. Die Möglichkeit, dais ein Lichtbogen zwischen den festen Contacten und Streifen der Trommel entsteht, auf Grund zu langsamer Bewegung der Handkurbel, ist deshalb vermieden. :

Wenn das Stück 29 von der Stellung, welche in Fig. 8 gezeichnet ist, in die der Fig. 3 übergeführt ist, so wird gleichzeitig

auch die Platte 37 um den gleichen Betragbewegt. Mittels des kreisförmigen Zahnsegmentes 38 und des zugehörigen Zahnrades 39 wird die Achse 40 sich zugleich mit dem Doppelarm 42 drehen, indem sie die beweglichen Contacte 43 des Umschalters 5 veranlaist, sich über die Zapfen 49 hinaus zu bewegen, um schlieislich die in Fig. 7 gezeichnete Stellung einzunehmen, in welcher der Schalter geschlossen ist. Die Rolle 46 am Ende des Hebels 45 wird in der Nuth 442 der Platte 44 festgehalten, so dais eine zufällige oder erschütternde Bewegung der Theile die beweglichen Theile des Schalters 5 nicht aus der Stellung bringt. Weiter wird die Rolle 35 des Kopfstückes 29 in Contact mit der Frontfläche des Zahnes 271 auf der Kammplatte 27 gebracht werden. Da aber die Feder 36 nur stark genug ist, die Nase des Stückes 34 gegen die entsprechende Nase des Kopfstückes 29 zu halten, wenn keine Kraft sich dem entgegensetzt, so wird das Stück 34 durch den Druck des Zahnes 271 auf seinem Zapfen gedreht werden, so dafs es den Zahn über das Stück 34 hinübergehen läfst, worauf 34 seine normale Stellung unter dem Einflufs der Feder 36 einnimmt. Diese Lage des Mechanismus ist in Fig. 3 ersichtlich.

Die weitere Bewegung der Achse 21 in der Richtung des Pfeiles von Fig. 1 hat keinen Einflufs auf das Kopfstück 29 und den Schalter S, weil die Zähne 272, 273, 274 nur auf das Stück 34 wirken und es auf seinem Zapfen gegen die Wirkung der Feder 36 drehen. Hat aber Zahn 274 das genannte Stück passirt, so wird das Ende von 262 der Scheibe 26 die Rolle 331 erreichen, und dies geschieht, wenn die Trommel 2 in solcher Stellung ist, dafs der Wechsel von Hintereinander- zu Parallelschaltung der Motoren vorgenommen werden soll. Da das Lager der Rolle 331 in Bezug auf das Kopfstück 29 fest ist, so wird dies Kopfstück aus dem Wege des Kammstückes 26 gedrückt werden und die Stellung, welche die Fig. 9 zeigt, einnehmen. Die Platte 37 auf der Achse 28 wird sich deshalb in Richtung des Pfeiles der Fig. 7 bewegen und wird vermittelst Zahnradsegment 38 und Zahnrad 39 die Contacte 33 schnell über die Widerstandscontactzapfen 49 zu der geöffneten Stellung des besagten Umschalters bewegen, bis die Rolle 46 des Armes 45 sich in die Nuth 441 der Platte 44 einlegt. Die Widerstände 50, welche hinter einander in den Stromkreis durch die Bewegung" der Contacte 43 und die Zapfen 49 gebracht werden, sind so bemessen, dafs der Strom vermindert wird, bis er nicht mehr im Stande ist, irgend welche schädliche Funkenbildung hervorzubringen. Das Oeffnen des Stromkreises; wie es beschrieben, geschieht, bevor die festen Contacte 11 bis 16 die Contactplatten 6,8 und 9 der Trommel 2 verlassen haben, und die letztere Trennung dieser Theile geschieht offenbar bei offenem Stromkreis.

Man wird bemerken, dais die Bewegung der Achse 40 sehr viel schneller ist als die der Achse 21 infolge des angewendeten Uebertragungsmechanismus. Da die Lage der Kammstücke und der Kopfstücke 29 jetzt die in Fig. 9 gezeichnete ist, so wird eine weitere Bewegung der Achse 21 in Richtung des Pfeiles in besagter Figur das Ende 261 der Platte 26 zum Eingriff bringen mit der Rolle 32 und das Kopfstück 29 in die Stellung von Fig. 10 überführen, indem es den Schalter 5 in beschriebener Weise schliefst. Auf diese Weise ist die Rolle 35 in Eingriff mit der Scheibe 27 gebracht, und zwar gerade vor dem Zahn 275. Eine weitere Bewegung" der Achse 21 in derselben Richtung ist ohne Einflufs auf die Lage des Kopfstückes 29, da die Zähne 275,276,277 nur gegen das Stück 34 anstofsen, wie zuvor, beschrieben. Diese Lage der Theile wird gewahrt, bis die Rolle 232 der Kurbel 23 sich in die letzte Nuth der Platte 22 einlegt, in welchem Falle die Stellung der Reglertrommel eine solche ist, dafs die Motoren ohne Widerstand parallel geschaltet sind. Die Stellung der Platte 26 und des Kopfstückes 29 ist dabei die der Fig. 10, in welcher die Rolle 331 irgend eine federnde Bewegung der Platte 26 in Richtung des Pfeiles verhindert.

Da, falls die Reglertrommel in einer der Laufstellungen sich befindet, der T'heil 34 des Kopfstückes 29 mit einem der Zähne 271 u. f. der Platte 27 in Eingriff steht, so werden beim Zurückdrehen der Reglertrommel von einer dieser Stellungen die Zähne der Kammscheibe 27 auf das Stück 34 einwirken und das Kopfstück 29 drehen, und zwar von der Stellung, welche in Fig. 3 gezeichnet ist, zu der von Fig. 8, indem es dabei mittels der Achse 28 und der Zahnplatte 37 die Achse 40 dreht und den Schalter 5 öffnet. Wegen des toten Ganges zwischen dem Zapfen 261 und dem Zapfen 221 geht das Oeffnen des Umschalters 5 irgend einer Oeffnungsbewegung des Stromkreises infolge Bewegung der Reglertrommel voraus. Sobald das Kopfstück 29 in die Stellung der Fig. 8 bewegt ist, kann die Reglertrommel in ihre Anfangsstellung zurückbewegt werden, und zwar ohne irgend eine Bewegung des Kopfstückes 29, da das Stück 30 sich um seinen Zapfen so dreht, dafs es der Kammscheibe 26 den Durchgang gestattet. Man wird ferner bemerken, dafs die Bewegung des Kopfstückes 29 von der Stellung, welche in Fig. 8 gezeichnet ist,

zu der in Fig. io nur bewirkt werden kann mittels der Platte 26. Wenn deshalb die Reglertrommel rückwärts bewegt wird, so kann der Schalter 5 nur geschlossen werden, wenn die Theile in die Lage der Fig. 8 oder Fig. 9 gebracht sind, wobei im ersteren Falle die Reglertrommel vollständig rückwärts bis zu ihrer Anfangs- oder Nullstellung bewegt sein wird. Also wenn die Motoren parallel geschaltet sind und die Reglertrommel rückwärts bewegt wird, so ist der Stromkreis sofort unterbrochen und läist sich nicht schliefsen, bis die Kurbel rückwärts so weit bewegt ist, dafs die Stellung der Reglertrommel in der Mitte zwischen der, wo die Motore parallel, und der, wo sie hinter einander geschaltet sind, liegt. Ebenso, wenn die Motoren hinter einander geschaltet sind, wird der Stromkreis bei der Rückwärtsbewegung unmittelbar geöffnet und läfst sich nicht j schliefsen, bis die Kurbel zur anfänglichen j oder Nullstellung gebracht ist. Es folgt also, dafs, wenn immer der Stromkreis zum Zwecke des Anhaltens oder der Geschwindigkeitsverminderung geöffnet ist, er nicht geschlossen werden kann, ohne gleichzeitig allen oder den gröfseren Theil des Anlafswiderstandes einzuschalten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Trommelschalter für elektrische Bahnen mit Stromunterbrechung bei Schaltungswechsel an einer besonderen Unterbrechungsstelle, dadurch gekennzeichnet, dafs durch Einschaltung einer toten Bewegung, zwischen Regel·- schalter und dem genannten Unterbrecher bewirkt wird, dafs sich bei jedem Wechsel der Schaltung, zuerst der Unterbrecher, und zwar mit grofser Geschwindigkeit über die festen Contacte des Vorschaltwiderstandes bewegt, und alsdann durch Kuppelung der Bewegungstheile beider Schalter, der Regelschalter.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.