DE224985C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 224985 -KLASSE 21c. GRUPPE

HUGO GROB in ZURICH.

Es gibt Zugbeleuchtungssysteme, bei welchen zwei Sammlerbatterien verwendet werden, von denen während der Fahrt jeweils die eine aufgeladen wird. Damit beide Batterien zur Ladung gelangen, ist es nötig, ihre Rollen von Zeit zu Zeit zu vertauschen. Dies kann beispielsweise gelegentlich des Fahrtrichtungswechsels geschehen oder noch besser nach jedem Halt.

ίο Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Apparat, welcher bei Überschreitung einer gewissen Zuggeschwindigkeit die nötigen Umschaltungen zwischen der Dynamomaschine, den Batterien und den Lampen vornimmt und dabei gleichzeitig die beiden Batterien miteinander vertauscht.

Ferner besorgt dieser Apparat noch die Polumschaltung, die ein Fahrtrichtungswechsel nötig macht. Die Fig. 1 bis 5 stellen beispielsweise Ausführungsformen eines solchen Apparates dar.

W ist eine von der Wagenachse aus direkt oder indirekt angetriebene, langsam laufende Welle, auf welcher ein Fliehkraftregler R eine Exzenterhülse H samt Exzenter E₁ verschiebt und letzteres dadurch in den Bereich entweder der Rolle T₁ des Armes A oder der Rolle r, des Armes B des zweiarmigen Hebels A-B bringt (Fig. 2), durch dessen Drehung die Schaltwelle s umgestellt wird. Die untere (gezeichnete) Stellung des Hebels A-B entspricht dem Stillstand des Zuges. Sobald die Arbeitsgeschwindigkeit des Reglers vom Zug erreicht ist, öffnen sich die Gewichte g, das Exzenter verschiebt sich nach links und gerät in den Bereich der Rolle r₂ des Hebels B und hebt diesen in die Höhe. Sinkt die Geschwindigkeit der Welle W wieder unter ein gewisses Maß, so geht das Exzenter wieder in seine rechte Endlage zurück und drückt durch die Rolle Y₁ den Hebel A-B wieder hinunter.

Das Öffnen bzw. Schließen des Fliehkraftreglers R hat eine annähernd geradlinige Verschiebung des Hebelendpunktes / (Fig. 2) zur Folge, welche in eine abwechselnd nach beiden Richtungen gehende Drehbewegung der Schaltwelle 5 umgesetzt werden soll. Die Grundlage, auf der der Vertauschungsmechanismus beruht, soll zunächst an folgendem, in Fig. 3 enthaltenen Ausführungsbeispiel erläutert werden. ■

S ist die Welle, auf der die nicht gezeichneten Kontaktscheiben für die Schaltung des Lampenstromkreises und der Batterien sitzen. Die beiden von oben kommenden Stangen L₁ und L₂ sind mit dem Umschalthebel B verbunden gedacht, so daß die Stangen L beim öffnen der Gewichte des Fliehkraftreglers nach abwärts gedrückt werden. Hierbei drehen sich die beiden auf der Achse S losen Hebei M₁ und M₂ in verschiedenem Drehsinn um diese. Die Schalt welle S hat eine vierkantige verdickte Stelle IV, in welcher ein vertikal nach oben gehender Bolzen O befestigt ist. Auf diesen Bolzen aufgesteckt und um ihn lose drehbar ist ein Kupplungsstück P, das in seinen beiden Endstellungen entweder in den gabelförmigen Ansatz Q₁ des Hebels M₁ oder in den Ansatz Q₂ des Hebels M₂ eingreifen kann und so entweder den

einen oder den anderen Hebel M mit der Schaltwelle S fest kuppelt. Die Stellung, welche das Kupplungsstück P einzunehmen bestrebt ist, wird bestimmt durch die Federn T, welche an einem Lappen U des Kupplungsstückes P angreifen, und deren andere Stützpunkte an einem auch um den Zapfen 0 drehbaren Federträger V liegen. Durch die Einkerbungen Y₁ und Y₂ und durch die zurückfedernd

ίο auf der Achse gelagerte Arretierrolle X wird der Federträger V in seinen beiden Endstellungen festgehalten.

Nimmt man an, der Fliehkraftregler öffne sich, d. h. er schwinge seine Gewichte aus und schiebe dabei die beiden Stangen L₁ und L₂ nach unten, dann wird sich der nicht gekuppelte Hebel Af₂ um die Schaltwelle 5 lose nach rechts herum drehen, während diese letztere durch Vermittlung des in den Ansatz Q₁ des Hebels M₁ eingreifenden Kupplungsstückes P nach links gedreht wird. Im Verlaufe dieser Drehung stößt der Federträger V an den fest angeordneten Körper Z₁ an und kann sich nicht weiterdrehen, während die Welle S jedoch ihre Drehung fortsetzt. Dadurch wird der Federträger V um den Zapfen 0 der Welle S gedreht und so weit seitlich nach rechts verschoben, bis die Arretierrolle X in die linke Kerbe Y₁ einspringt. Die auf V befindlichen Stützpunkte der Federn T haben sich ebenfalls dabei verschoben, und die linke Feder ist so gedrückt und die rechte gezogen, daß sie auch den Lappen U und damit das Kupplungsstück P zu drehen versuchen. Dieses letztere kann jedoch dem Impuls nicht folgen, denn ein an ihm angebrachter Lappen α gleitet in dieser tiefen Lage des Kupplungsstückes an einem festen Bleche b. Erst nach dem Schließen, d. h.

Zusammenfallen der Gewichte des Fliehkraft-' reglers, nachdem also das Kupplungsstück P durch Einwirkung des Exzenters E₁ auf den Arm A wieder in die wagerechte Lage gekommen ist, ist diesem dadurch die Möglichkeit geboten, dem Druck der Federn T zu folgen, daß das Blech b an der entsprechenden Stelle eine Durchlaßöffnung h für den Lappen α des Kupplungsstückes besitzt. In dieser Stellung findet das Kupplungsstück P aber auch die andere Gabel Q₂ am richtigen Ort, um von dieser aufgenommen zu werden. Bei Bewegung dieses Hebels M₂ wird dann der Lappen α auf der anderen (dem Beschauer zugewandten) Seite des Bleches C entlanggleiten.

Sobald nun die Stangen L durch den Zentrifugalregulator das zweite Mal nach unten gedrückt werden, dreht sich die Welle S zufolge der Kupplung P, Q₂, M₂ nach rechts, wodurch der Federträger V am Körper Z₂ anstößt und sich dadurch in seine linke Endlage (Einspringen der Rolle X in die Kerbe Y₂) verschiebt, um beim nächsten Halt vermittels seiner Federn T das Kupplungsstück P wieder in die Gabel Q₁ des Hebels M₁ einzudrücken, und so geht das Spiel weiter.

Durch den beschriebenen Kupplungsmechanismus wird also tatsächlich erreicht, daß die Schaltwelle S durch den Zentrifugalregulator nach jedem Halt das eine Mal nach links, das andere Mal nach rechts umgelegt wird und die entsprechenden Schaltungen der Batterien und Lampen vorgenommen werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Umschalters nach der in Fig. 3 enthaltenen Grundidee ist in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellt. Die Wirkungsweise dieses Umschalters ist folgende: Durch das öffnen der Schwunggewichte g (Fig. 1) kommen die Exzenter E₁ und E₂, die hier eine Schaltung in zwei Stufen bewirken (Fig. i und 2), in den Bereich der Rolle r₂ und schieben dadurch den Hebel B mit seinem Endpunkt / in die Höhe (Fig. 2). Durch die Stangen L werden dann die beiden Hebel M₁ und M₂ in entgegengesetzter Richtung um die Schaltwelle S gedreht (Fig. 2 und 1). Genau wie im Beispiel von Fig. 3 ist nun der eine der beiden Hebel M (in Fig. 4 M₂) vermittels des Kupplungsstückes P, das auf einen mit der Schaltwelle S fest verbundenen Drehzapfen O lose drehbar aufgesteckt ist, mit der Schaltwelle fest gekuppelt. .Welcher der beiden Hebel M mit der Schaltwelle gekuppelt ist, hängt von der Stellung des Kupplungsstückes P ab, und was für eine Stellung dieses Kupplungsstück P einzunehmen bestrebt ist, wird vom Wirkungssinn zweier Federn T bedingt. In der Lage, in der die Federn T in Fig. 4 gezeichnet sind, wird das Kupplungsstück P in die Gabel des Hebels M₂ hineingedrückt. Der Drehsinn, den die Kippspannfedern T dem Kupplungsstück P erteilen, hängt augenscheinlich von der Stellung des Federträgers V ab, an dessen Bolzen i die Federn T befestigt sind. Der Federträger V ist gleich wie das Kupplungsstück P um den Bolzen 0 drehbar, der an einer vierkantigen Stelle der Schaltwelle S in letztere fest eingefügt ist, und besitzt einen Stiel k, der auf dem Rand eines besonders geformten festen Blechstückes / (Fig. 4 und 2) aufliegt.

Betrachte man die in Fig. 4 gezeichnete Ausgangsstellung. Die Schaltwelle 5 ist mit dem Hebel M₂ gekuppelt. Sobald das Exzenter die Schubstangen L hebt, dreht sich die Schaltwelle in dem Sinne, daß die über ihr liegende Hälfte des Federträgers V sich vom Beschauer fort- und die untere Hälfte sich auf den Beschauer zu bewegt (in Fig. 2

entgegengesetzt dem Uhrzeiger). Da der Stiel k an dem oberhalb der Welle gezeichneten Teile des Blechrandes I anliegt, so tritt mit der Drehung der Schaltwelle S gleichzeitig eine Drehung des Federträgers V entgegen der Uhrzeigerbewegung um seinen Bolzen c auf (im Sinne des Pfeiles in Fig. 4), welche so weit führt, daß der Stiel k parallel zur Achse der Welle S zu liegen kommt und die Achsen der beiden Federn T in ihrer Verlängerung zusammenfallen. In dieser Lage sind die Federn in einem labilen Zustand. Kaum hat sich indessen die Drehung noch etwas weiter fortgesetzt, so schnappt der Federträger V unter Wirkung der Kippspannfedern T in seine andere Endlage um, welche durch das Anstoßen der vorstehenden Bolzen i an den Vierkantflächen der Welle 5 bestimmt wird. In dieser neuen Endlage liegen · nun die Fedem T so, daß sie das Kupplungsstück P im Sinne der Uhrzeigerbewegung herumzudrehen und P in Eingriff mit Q₁ zu bringen suchen. An dieser Bewegung wird aber das Kupplungsstück P jedoch vorläufig dadurch verhindert, daß ein an ihm angebrachter Lappen a. sich gegen die rechte Seite des unter der Achse gezeichneten Führungsblechbogens b (Fig. 4) anlegt und an ihm entlanggleitet. Beim Schließen der Schwunggewichte g und beim Wiederhinabziehen der Schubstangen L bleibt also die Kupplung P, Q₂, M₂ noch bestehen, und die Schaltwelle S wird deshalb wieder in ihre Mittelstellung zurückgeführt. Sobald diese erreicht ist, kommt aber der Lappen a des Kupplungsstückes P vor die Öffnung h des Bleches 5 (Fig. 2), und nun kann das Kupplungsstück P dem Federdruck T folgen und in seine andere Grenzlage übergehen, wobei es die Gabel Q₂ des Hebels M₂ verläßt und in die Gabel Q₁ des Hebels M₁ eingreift und so den letzteren mit der Schaltwelle 5 kuppelt. Beim nächstmaligen Öffnen der Schwunggewichte wird nun die Schaltwelle in der entgegengesetzten Richtung gedreht, worauf sich dann der Kupplungswechsel im anderen Sinne vollzieht. In der geschilderten Weise setzt sich dann das Spiel nach jedem Halt des Zeigers fort.

Dieses Ausführungsbeispiel ist im Prinzip genau demjenigen der Fig. 3 und unterscheidet sich von ihm nur durch die andere Form des Federträgers V und die andere Anordnung der Angriffspunkte der Federn T. Während die Federn T in Fig. 3 abwechselnd auf Zug und Druck beansprucht werden und ihr Federträger V nach seiner Verschiebung, durch die Arretiervorrichtung x, y vor dem Zurückgleiten bewahrt werden muß, ist im *\usführungsbeispiel nach den Fig. 4, 2 und 1 der Federträger so angeordnet, daß seine Federn T stets nur auf Druck beansprucht werden und er durch diese selbst in seine Endstellung gepreßt wird.

Im Augenblick des Kraftrichtungswechsels der Federn T auf das Kupplungsstück P liegen alle vier Federendpunkte und der gemeinsame Drehpunkt O des KupplungsstückesP und des Federträgers "V in einer geraden Linie.

Die zweite Funktion, die der Apparat auszuführen hat, besteht darin, daß beim Wechseln der Fahrtrichtung die Pole des Generators oder diejenigen der Erregerwicklung miteinander vertauscht werden. Die diesbezügliche Vertauschungsanordnung kennzeichnet sich erstens durch die Art und Weise, wie die Umstellung der Vertauschungsbürsten unter Vermeidung von schneller Abnutzung der Mitnehmerteile erfolgt, und durch die angewandten Mittel, um den umzustellenden Hebel in seiner Endlage zu verriegeln.

Der Mechanismus ist folgender:

Der aus möglichst leichtem Metall bestehende Hebel m (Fig. 1 und 5) trägt oben die zur Stromumkehrung nötigen Bürsten η des betreffenden Stromkreises, ist unten um den Bolzen φ drehbar und wird in seiner Drehbewegung durch die beiden Anschläge q und den kleinen Zapfen s begrenzt. Im Bürstenträger m ist eine Pfanne 0 angebracht, in _go welcher ein Zapfen t (Fig. 1), z. B. aus Kohle, durch eine Feder u nach außen gedrückt wird. Nun trägt das eine Ende der durch den Fliehkraftregler zu verschiebenden Exzenterhülse Ή. eine Scheibe v, die bei geschlossenen Regulatorgewichten g den Zapfen t in die Pfanne 0 hineindrückt. Infolge der Reibung zwischen dem Zapfen t und der Scheibe ν wird dann der um den Bolzen φ drehbare Bürsten träger m je nach der Fahrtrichtung in eine der i_Oo beiden durch die Anschläge q bedingten Endstellungen mitgenommen, in welcher die Bürsten η mit den Kontaktbahnen w auf der Planscheibe χ, nachdem sich letztere gedreht hat, die der Fahrtrichtung entsprechende Pol-Verbindung herstellen. Bei stillstehendem Zug befindet sich die Schaltwelle S samt Planscheibe χ in der Mittelstellung, in welcher Lage die Bürsten η einer Vertiefung y der Planscheibe χ gegenüberstehen und infolge- u„ dessen nach den Seiten frei verschiebbar sind.

Behufs Verriegelung des Bürstenträgers m in seinen beiden Endstellungen ist in einem im Räume fest angebrachten Körper ζ eine Bohrung c vorhanden, in welcher durch Federkraft ein Bolzen d nach außen gedrückt wird. Das vordere verdünnte Ende dieses Bolzens d ragt durch eine besonders geformte (Fig. 5) Öffnung e des Bürsten trägers m hindurch und wird wie die Kohle t durch die

Scheibe υ zurückgedrückt, wenn sich die Regulatorhülse rechts befindet. Die öffnung e des Bürstenträgers m besteht aus zwei nebeneinanderliegenden runden Löchern, welche durch eine schmale Öffnung miteinander in Verbindung stehen. Diese öffnung ist gerade so breit, daß das verdünnte Ende des Bolzens d darin Platz hat, jedoch nicht breit genug, um auch den dickeren Teil passieren zu lassen.

ίο Die Durchmesser der beiden Löcher dagegen reichen hin, um auch den dickeren Teil des Bolzens d aufzunehmen. Solange der Regulator geschlossen ist, reicht nur das dünne Ende von d in die Öffnung e des Bürstenträgers m, und ist infolgedessen' der Bürstenträger nach beiden Seiten frei beweglich. Wenn sich nun der Zug in irgendeiner Fahrtrichtung in Bewegung setzt, dreht sich die langsam laufende Vorgelegewelle W, auf der der Regulator sitzt, ebenfalls im entsprechenden Sinne und nimmt durch Reibung zwischen der Kohle t und der Scheibe ν den Bürstenträger m in die betreffende Endstellung mit. Sobald die Umschaltgeschwindigkeit erreicht ist, zieht sich die Scheibe υ zurück, und bevor sie die Kohle t verlassen hat, ist der dickere Teil des Bolzens d in das jeweilig vor ihm stehende eine Loch der Öffnung e eingedrungen, und damit ist der Bürstenträger gegen jede seitliche Bewegung verriegelt. Es ist einleuchtend, daß bei dieser Anordnung die Abnutzung sowohl der Mitnehmerkohle t als auch des Bolzens d außerordentlich gering sein wird, weil im normalen Lauf sich die Scheibe ν so weit zurückgezogen hat, daß zwischen ihm und den beiden Bolzen i und d keinerlei Berührung und Reibung mehr vorhanden ist.

Claims (5)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Umschaltvorrichtung für Stromkreise von Zugbeleuchtungsanlagen mit Antrieb des Stromerzeugers von der Fährzeugachse, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Schältkörper für die verschiedenen Stromkreise tragende Welle (SJ durch abwechselnden Eingriff eines um einen Zapfen (O) der Welle (SJ drehbaren Kupplungsstückes (P) mit einem von zwei um die Welle (S) mittels Fliehkraftregler (R) und Exzenteranordnung (H, E₁, r₂ bzw. Y₁) drehbaren Hebeln (M und M₂) abwechselnd mit diesen gekuppelt wird, wobei das Kupplungsstück (PJ unter dem Einfluß zweier einerseits an einem Lappen (UJ des Kupplungsstückes (P) angreifenden, andererseits gegen einen ebenfalls um den Zapfen (O) der Welle (S) drehbaren, in seinen Endstellungen durch Arretierungen (x, J₁ bzw. x, y-₂) gehaltenen Federträger (V) gestützten Federn (T) zufolge einer Arretierungsvorrichtung (a, b, h) nur in seiner Mittellage von einer Kupplungsstellung in die andere übergeführt wird.
2. 2. Vereinigte Umschalt- und Polwechsei Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (S) eine Kontaktscheibe (X) mit Wechselkontakten (W) trägt, mit der ein ebenfalls von dem Fliehkraftregler (RJ und der Exzenterhülse (H) verstellbarer Träger (m) mit Bürsten (n) für die umzupolarisierenden Stromkreise zusammenarbeitet.
3. 3. Vereinigte Umschält- und Pol wechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterhülse (H) eine Scheibe Yi^ trägt, die bei Ruhe und im Anfang der Bewegung des Fliehkraftreglers (R) gegen ein im Bürstenträger (m) federnd gelagertes Preßstück (t) drückt und dadurch je nach der Dynamomaschinendrehrichtung den Bürstenträger in eine seiner durch Anschläge (q, sj bestimmten Endlagen mitnimmt, worauf die Exzenterscheibe (ν) bei der für die Umschaltung der Welle (S) bestimmten Geschwindigkeit des Fliehkraftreglers (R) zwecks Verminderung der Abnutzung das Preßstück (t) verläßt und bei der jetzt erfolgenden Drehung der. Schaltwelle (S) die Umstellung der Wechselkontakte (W) und damit die jeweilig richtige Polschaltung der Dynamomaschine erfolgt.
4. 4. Vereinigte Umschalt- und Polwechselvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Fliehkraftregler (R) ein im Raum feststehender und federnd gelagerter Verriegelungskörper (d) derart beeinflußt wird, daß der Verriegelungskörper (d) bei Ruhe und im Anfang der Bewegung des Fliehkraftreglers (R) den Bürstenträger (mj zwischen seinen Anschlägen (q) frei beweglich läßt, bei der für die Umschaltung bestimmten Geschwindigkeit des Fliehkraftreglers hingegen den Bürstenträger (mj in derjenigen Endstellung festhält, in der er sich jeweilig befindet.
5. 5. Vereinigte Umschalt- und Polwechselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskörper aus einem in einer Bohrung (c) eines festen Gehäuses (Z) federnd verschiebbaren, vorn mit einem zylindrischen Ansatz kleineren Durchmessers versehenen Bolzen' (d) besteht, der mit zwei durch Schlitz verbundenen Löchern (e) des Bürstenträgers (m) unter Einfluß der Exzenterscheibe (υ) derartig zusammenarbeitet, daß bei Ruhe und im Anfang der Bewegung des Fliehkraftreglers die Exzenterscheibe

   (υ) den Bolzen (d) so weit in seine Bohrung (c) zurückdrückt, daß nur der Ansatz kleineren Durchmessers des Bolzens, der den Verbindungsschlitz passieren kann und daher eine seitliche Verschiebung des Bürstenträgers nicht hindert, in den Träger hineinragt, daß aber bei der für die Umschaltung bestimmten Geschwindigkeit des Fliehkraftreglers (R) unter Zurücktritt der Exzenterscheibe (v) der dickere nicht durch den Verbindungsschlitz der Löcher führbare Teil des Bolzens (d) in eines der beiden die Endstellungen des Bürstenträgers festlegenden Löcher desselben eintritt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.