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Abschaltvorrichtung für mechanische Steuerungen von Gruppen von pneumatisch
betätigten Einzelschaltern, insbesondere für elektrische Fahrzeuge. Vorliegende
Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung für mechanische Steuerungen von Gruppen
von pneumatisch betätigten Einzelschaltern, insbesondere für elektrische Fahrzeuge.
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Die Steuerungen der einen Bauart weisen den betriebstechnischen Mangel
auf, daß das plötzliche Abschalten der im eingeschalteten Zustand befindlichen Einzelschalter
nicht möglich ist, da die Nullstellung nur durch Rückstellung; über die vorhergehenden
Schaltstufen erzielt werden kann. Bei der Steuerang
einer anderen
Rauart wird das plötzliche Abschalten z. B. durch ein itn Führerstand betätigtes
Ventil, welches die Luftzuleitung zu allen Einzelschalterventilen mit der Außenluft
verbindet, unvollkommen erreicht; zwar wird hierbei ein Ausschalten der Einzelschalter
bewirkt, dies geschieht jedoch durch die Drossehvirkung der langen Luftleitung von
mehr als halber Lokomotivlänge so langsam, daß ein Schweißen der Kontakte eintreten,
oder daß die durch die lange Ausschaltzeit bedingte vergrößerte Gasentwicklung Oberschläge
an den Einzelschaltern verursachen kann.
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Der Führer eines elektrischen Fahrzeuges kann nun allerdings den Hauptschalter
ausschalten, dies ist jedoch sehr unerwünscht, weil dadurch gleichzeitig sämtliche
Nebenbetriebe auf dein Fahrzeuge außer Betrieb gebracht werden.
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Diesen Mängeln wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch abgeholfen,
daß die Abschaltvorrichtung so eingerichtet ist, claß das plötzliche Ausschalten
der in irgendeiner Schaltstellung eingeschalteten Einzelschalter durch mechanische
Einwirkung auf deren Ventile geschieht @-ind (laß hierauf die Einwirkung des mechanischen
Antriebes auf die Einzelschalter so lange aufgehoben bleibt, bis derselbe in die
Nullstellung gebracht worden ist.
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Auf beiliegender Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen
der Abschaltvorrichtung dargestellt.
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Abb. i und 2 veranschaulichen eine Steuerung, an welcher eine erste
Ausführungsform angebracht ist.
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Abb. 3 und .4 beziehen sich auf eine Steuerung, bei welcher eine zweite
Ausführungsform zur Verwendung kommt.
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Abb.5 bis 8 stellen eine Steuerung dar, bei welcher eine weitere Ausführungsform
benutzt wird.
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Abb. 9 bis 12 veranschaulichen eine Steuerung, an welcher eine vierte
Ausführungsform angebracht ist.
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Abb. 13 bezieht sich auf eine letztere Aus- -führungsform. In Abb.
i ist eine Gruppe von drei Einzelschaltern 1, 2, 3 dargestellt, die zu einer Fahrzeugsteuerung
für Einphasenstrom gehören und deren Kontakte 16 einerseits an verschiedene Anzapfungen
der Sekundärwicklung eines nicht veranschaulichten Stufentransformators gelegt sind
und anderseits die Motoren speisen. Die Kontakte 16 werden durch eine Stange 17
betätigt, die im Sinne der Schließung derselben durch einen sich in einem Druckluftzylinder
13 bewegen--len Kolben 14 tind im Sinne der Öffnung durch eine Feder 15 verschoben
wird. Der Lufteinlaß und -auslaß im Zylinder 13 ist durch zwei Ventile i 1, 12 gesteuert,
welche auf derselben Stange io sitzen, die mit einer Rolle versehen ist. Die Rollen
sämtlicher Stangen t o «-erden durch eine Wandermutter 7 betätigt, welche eine Spindel
umfaßt. Die Dreliung dieser letzteren erfolgt von Hand durch zwei Kettenräder, eine
Kette 5 und ein Handrad 2o im Steuerschalter q.. Die Wandermutter 7 ist mit einem
Schaltnocken 8, der tnit clen sämtlichen Rollen der Stangen io in Berührung kommt,
und mit zwei Sperrnocken 9 versehen, die mit für jeden Einzelschalter 1. 2, 3 vorgesehenen
Sperrstangen i 9 zusammenarbeiten; die Sperrstangen i9 werden über Hebel 18 durch
die Stangen 17 betätigt.
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Nun ist der Schaltnocken 8 mit der Wandermutter 7 nicht fest verbunden;
er kann sich nach oben und unten quer zur Spindel 6 bewegen, indem er mit zwei Führungsteilen
81, 8- ausgerüstet ist, die in entsprechenden Öffnungen der Wandermutter 7 gleiten.
In der Regel wird er durch Federn 27 nach oben gedrückt; er kann aber durch eine
wagerechte Stange 24 nach unten gezogen werden, welche mit Rollen 26 zusammenarbeitet,
mit welchen die Führungsteile 81, 82 versehen sind. An ihren beiden Enden ist die
Stange 24. an Armen 22, 23 angelenkt, die um wagerechte, quer zu ihr stehende Achsen
drehbar sind. Durch Drehung der Arme kann also die Stange 24 gehoben oder gesenkt
werden. Die Drehung der Arme im Sinne des Herabsenkens der Stange 24 erfolgt durch
einen Abschalthebel 21, der im Steuerschalter q. des Fahrzeuges in der Nähe des
Handrades 2o vorgesehen ist und durch eine Stange 25 mit einem zweiten, finit dem
Arme 22 festverbundenen Arm 22:1 in Verbindung steht. Dagegen wird die Drehung in
der entgegengesetzten Richtung durch einen dritten, ebenfalls mit dem Arm22 festverbundenen
Arm222 bewerkstelligt, gegen welchen der eine Sperrnocken 9 der Wandermutter 7 stößt;
zu diesem Zwecke besitzt der Arm 221 einen Stift 22", der in einem Schlitz 28 der
Stange 25 sich bewegen kann.
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Die Wirkungsweise* dieser Steuerung und der daran angebrachten Ausführungsform
ist nun folgende: In Abb. i sind die Stangen io der Ventile 11, 12 der zwei Einzelschalter
1,:2 auf dem Schaltnocken 8 aufgelaufen, der durch die Federn 27 nach oben gedrückt
ist, da die Stange 24 sich oben befindet; die Einzelschalter 1, 2 sind geschlossen,
während Einzelschalter 3 geöffnet ist. Sollen die eingeschalteten Einzelschalter
1, 2 plötzlich abgeschaltet werden, so muß der Abschalthebel 2i gezogen werden.
Dadurch wird die Abschaltstange 2.4
in Pfeilrichtung ausschwingen
und in die in Abb. 2 gezeichnete Lage gebracht. Durch das Ausschwingen der Abschaltstange
24 wird der Schaltnocken 8 gegen die Kraft der Federn 27 mittels der Mitnehmerrollen
26 nach unten bewegt und von den Stangen io der Einzelschalter i und 2 abgehoben,
was ein sofortiges Ausschalten der Einzelschalter i und 2 zur Folge hat.
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Ist die. Abschaltvorrichtung einmal betätigt, so kann kein Einzelschalter
mehr eingeschaltet werden, bevor nicht die Wanderinutter 7 vom Handrad 2o aus in
die Nullstellung gebracht worden ist, Dies ist dadurch erreicht, daß einerseits
die Abschaltstange 24 vom Abschalthebel 21 aus einmal in die Abschaltstellung der
Abb. 2 gebracht, infolge des in der Antriebsstange 25 t ausgeführten Schlitzes 28
nicht mehr zurÜckgestellt werden kann, und daß anderseits die Wandermutter 7 in
ihrer letzten Rücklaufbewegung in die Nullstellung den Arm 22 und mit ihm die Abschaltstange
24 zurückstellt, wobei der Schaltnocken 8 unter Wirkung der beiden Federn 27 in
die Regelstelhing gebracht wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform (Abb. 3 und 4) erfolgt die Betätigung
derselben durch (las nämliche Glied, das Handrad 20, wie diejenige der Einzelschalter
i, 2, 3.
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Der Schaltnocken 8 der Wandermutter 7 kann in seiner unteren Stellung
durch einen Riegel 3i festgehalten werden, welcher der Einwirkung einer Feder 33
unterworfen ist, aber durch eine Klinke 30 in einer solchen Stellung festgehalten
werden kann, daß der Schaltnocken 8 sich oben befindet. Die Klinke 30 selbst
ist an dem einen Arme eines T-förinigen Auslösehebels 29 angelenkt; auf einen anderen
Arm des Hebels 29 wirkt eine Feder 35, während der dritte Arm durch die Sperrstange
ig der Einzelschalter betätigt werden kann.
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Die zweite Ausführungsform wirkt wie folgt: In Abb. 3 sind die Stangen
io der Einzelschalter i und 2 auf dem sich oben befindenden Schaltnocken 8 aufgelaufen
und somit auch Einzelschalter i und 2 eingeschaltet, während Einzelschalter 3 ausgeschaltet
ist.
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Sollen nun in diesem Fall die Einzelschalter i und 2 plötzlich abgeschaltet
werden, so muß das Handrad 2o des Steuerschalters .I um eine Schaltstufe im Sinne
des Abschaltend gedreht werden, und zwar muß dieses Drehen schneller ausgeführt
werden als beim gewöhnlichen Schalten. Dadurch bewegt sich die Wandermutter 7 so
rasch in der Pfeilrichtung der Abb. 3, daß der auf derselben angeordnete Auslösehebe129
von der Sperrstange i9 des Einzelschalters 2 gedreht wird, bevor der Einzelschalter
:2 Zeit zum Ausschalten hat.
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Durch diese Drehung klinkt die mit dem Auslösehebel 29 verbundene
Klinke 30 den Riegel 31 aus, und derselbe bewegt sich in die Lage wie in
Abb. q. gezeichnet. Durch die Bewegung des Riegels 31 laufen die Mitnehmerrollen
26 des Schaltnockens 8 auf den Nocken 32 des Riegels 3 1 auf, wodurch der
Schaltnocken 8 von den Stangen io der Einzelschalter i und 2 abgehoben wird, was
ein sofortiges Ausschalten der letzteren bewirkt.
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Hat die Abschaltvorrichtung einmal gewirkt, so kann kein Einzelschalter
mehr eingeschaltet werden, bevor nicht die Wandermutter 7 vom Handrad 2o aus in
die Nullstellung gebracht worden ist.
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Erst in der letzten Rücklaufbewegung der Wandermutter 7 in die Nullstellung
wird der Riegel 31 durch einen festen Anschlag 34 zurückgestellt und durch
die unter dem Einfluß der Feder 35 gespannte Klinke 30 verklinkt. Gleichzeitig
erlauben die abgelaufenen 'Zocken des Riegels 3 i dem Schaltnocken 8 unter dem Einfluß
der beiden gespannten Federn 27 in die gewöhnliche Stellung zurückzugehen, und die
Steuerung ist von neuem zum Ausschalten bereit.
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Für den Fall, daß die auf irgendeiner Schaltstellung befindliche Steuerung
nur um eine oder mehrere Stellungen zurückgeschaltet werden soll, so muß der Führer
das Handrad 2o mit gewöhnlicher Geschwindigkeit zurückdrehen; die Abschaltvorrichtung
tritt dabei nicht in Tätigkeit. Durch die langsamere Bewegung der Wandermutter hat
der auszuschaltende Einzelschalter, von der am Schaltnocken 8 ablaufenden Stange
io aus betätigt, genügend Zeit, seine Ausschaltbewegung und somit auch die Zurückstellung
der Sperrstange i9 zu vollenden, so daß der Auslösehebe129 mit letzterer nicht in
Anschlag kommt und dadurch das Auslösen des Wandernockens vermieden wird.
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Gemäß Abb.5 bis 8 erfolgt die Betätigung der Luftventile 1i, 12 der
Einzelschalter i, 2, 3 durch eine vom Handrad 2o des Steuerschalters :I über Kette
5 und Zahnräder 36, 37 mit Kurvenscheiben 38 versehene Schaltwelle 39 aus. Eine
etwa nötige Sperrung der Schaltwelle 39 bei Falschstellung der Kontakte 16 geschieht
durch einen an jeder Kurvenscheibe vorgesehenen Sperrkranz 40 in der Weise, daß
ein über einen Hebel 18 und eine Verbindungsstange .1.i von der Kolbenstange 17
aus betätigter Sperrriegel 42 mit dem Sperrkranz 40 in Anschlag kommt und ein Weiterschalten
verhindert.
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Die Wirkungsweise der dritten Ausführungsform ist folgende: Abb. 5
und 6 zeigen die Rollen, der Stangen
io der Einzelschalter 2, 3
auf den Kurvenscheiben 38 aufgelaufen, so daß die Kontakte 16 dieser Einzelschalter
2, 3 geschlossen sind, während Einzelschalter i geöffnet steht.
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Sollen im vorliegenden Fall die Einzelschalter 2 und 3 plötzlich abgeschaltet
werden, so muß der Abschalthebel2i gezogen werden, wodurch die Schaltwelle 39 mit
den Mitnehmerringen 43 von der Antriebsstange 25 Tiber Winkelhebel 44 in Pfeilrichtung
so viel verschoben werden, daß die Stangen io der Einzelschalter 2 und 3 seitlich
voll ihren Kurvenscheiben ablaufen, wie in Abb. ; und 8 gezeichnet, was ein sofortiges
Ausschalten der beiden Einzelschalter i, 2 zur Folge hat.
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Ist die Abschaltvorrichtung einmal bet -tigt, so kann kein Einzelschalter
mehr eingeschaltet «-erden, bevor nicht die Schaltwelle 39 in die Nullstellung gebracht
worden ist. Dies ist dadurch erreicht, daß einerseits die Schaltwelle, vom Abschalthebel2i
aus einmal in die Abschaltstellung Abb.8 gebracht, infolge des in der Antriebsstange
25 vorgesehenen Schlitzes 28 nicht mehr zurückgefÜhrt werden kann, und claß anderseits
die Schaltwelle 39 in ihrer letzten Rücklaufbewegung in die Nullstellung, durch
den am Zahnrad 37 befindlichen schrägen Auflauf 46 und durch den festen Auflauf
45 in die Norinalstellung geschoben wird, wodurch die Steuerung von neuem zum Aufschalten
bereitgemacht wird.
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Würde aus irgendeinem Grunde ein Einzelschalter, nachdem die Abschaltvorrichtung
betätigt wurde, nicht ausschalten, der Sperrliebel des betreffenden Einzelschalters
also in der Stellung wie in Abb. 5 gezeichnet verharren, so käme der Sperrkranz
.Io beim Zurückdrehen der Schaltwelle 39 mit obigem Sperrliehel in Anschlag, und
der Führer wäre verhindert, die Schaltwelle 39 in die Nullstellung zurückzuführen,
also auch verhindert, irgendeinen Einzelschalter einzuschalten.
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Bei der vierten Ausführungsform (Abb.9 bis 12) erfolgt, wie bei der
zweiten, das plötzliche Abschalten der Einzelschalter durch rasches Zurückdrehen
des Handrades 2o.
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In Abl>. io sind die Stangen io der Einzelschalter 2 und 3 auf den
Kurvenscheiben 38 aufgelaufen, somit befinden sich Einzelschalter 2 und 3 eingeschaltet,
während Einzelschalter i ausgeschaltet ist. Sollen in diesem Fall die Einzelschalter
2 und 3 plötzlich abgeschaltet werden, so muß das Handrad 2o des Steuerschalters
.4 um eine Schaltstufe im Sinne .des Abschaltens schnell gedreht werden. Durch dieses
schnellere Drehen der Schaltwelle 39 kommt der angeschrä,gte Sperrkranz 40 des Einzelschalters
3, bevor dieser Zeit zum Ausschalten hat, mit dem angeschr ägten Sperrhebel 41 des
nämlichen Einzelschalters in Auflauf, wodurch die Schaltwelle 39 in Pfeilrichtung
so viel verschoben wird, daß die Stangen io der Einzelschalter 2 und 3 seitlich
von ihren Kurvenscheiben 38 ablaufen, wie in Abb. 12 gezeichnet, was ein sofortiges
Ausschalten der beiden Einzelschalter bewirkt.
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Nachdem die Abschaltvorrichtung gewirkt hat, so kann wie in obigen
Ausführungsformen kein Einzelschalter mehr eingeschaltet werden, bevor nicht die
Schaltwelle 39 in die Nullstellung gebracht wurde. Erst in der letzten Rücklaufbewegung
der Schaltwelle 39 in die Nullstellung wird letztere durch den einerseits am Zahnrad
37 befindlichen schrägen Auflauf 46, anderseits durch ,den festen Auflauf :I5 in
die gewöhnliche Stellung geschoben und dadurch die Steuerung von neuem zum Aufschalten
bereit.
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Will der Führer die auf irgendeiner Schaltstellung befindliche Steuerung
von Gruppen von Einzelschaltern nur um eine oder mehrere Stellungen zurückschalten,
so muß er das Handrad 2o in gewöhnlicher Geschwindigkeit im Sinne des Abschaltens
drehen, die Abschaltvorrichtung tritt dabei nicht in Tätigkeit; durch das langsamere
Drehen der Kurvenscheiben 38 hat der auszuschaltende Einzelschalter, von der an
der Kurvenscheibe 38 ablaufenden Stange io aus betätigt, genügend Zeit, seine Ausschaltbewegung
und somit auch die Rückstellung des Sperrhebels 42 zu vollenden, so daß der angeschrägte
Sperrkranz 4o mit letzterem nicht in Anschlag kommt und dadurch ein Verschieben
der Schalterwelle 39 nicht vorkommt.
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Abb. 13 veranschaulicht die letzte Ausführungsform, bei der durch
die erste Drehbewegung des Abschalthebels 21 im Steuerschalter .1 die Einzelschalter
abgeschaltet und der mechanische Antrieb außer Wirksamkeit gesetzt wird; durch weitere
Drehbewegung dieses Abschalthebels 2i wird der auf irgendeiner Schaltstellung befindliche
Antrieb der niechanisch-pneumatischen Einzelschalter in die Nullstellung gebracht,
das Zurückstellen des mechanischen Antriebes in die Nullstellung muß also nicht
mehr durch das Handrad 2o gemacht werden.
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Ein plötzliches Abschalten der in irgendeiner Schaltstellung eingeschalteten
Einzelschalter und das Zurückstellen des mechanischen Antriebes geschieht wie folgt:
Durch Ziehen am Abschalthebel 2i wird in der ersten Drehbewegung ein durch eine
Kugel 47 mit dieseln Abschalthebel 21 gekuppelter Zwischenhebel 4.8 über Antriebsstange
25, einen Winkelhebel 4.4 und 7.\Zitnehmerringe 4.3, die Schaltwelle 39 so viel
verschoben,
daß die Stangen i o der im eingeschalteten Zustand befindlichen
Einzelschalter seitlich von ihren Kurvenscheiben 38 ablaufen, was ein sofortiges
Ausschalten der betreffenden Einzelschalter zur Folge hat. In der ersten Drehbewegung
des Abschalthebels 21 wird ebenfalls das Handrad 2o vermittels einer über eine Stange
q.9 betätigten Klauenkupplung 5o abgekuppelt und festgehalten. Durch Weiterdrehen
des Abschalthebels 21 wird ein mit ihm in Anschlag gekommenes Zahnrad 5i in Pfeilrichtung
gedreht und dadurch über ein auf einer Antriebwelle 53 vorgesehenes Zahnrad 52 der
Antrieb der Einzelschalter in die Nullstellung zurückgeführt. Dal,ei bleibt der
Zwischenhebel 48 und mit ihm die ganze Abschaltvorrichtung, der in der ersten Drehbewegung
beim Anschlag 54. in Anschlag kam, stehen, indem er beim Weiterdrehen vom Abschalthebel
21 abgekuppelt wurde.
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Ist durch die erste Drehbewegung des Abschalthebels 21 die Abschaltung
der Einzelschalter einmal ausgeführt, so kann kein Einzelschalter mehr eingeschaltet
werden; bevor nicht die zweite Drehbewegung des Abschalthebels gemacht wurde, d.
h. bevor nicht die Schaltwelle 39 in die Nullstellung zurückgestellt worden ist.
Dies ist dadurch erreicht, daß einerseits die Schaltwelle 39, vom Abschaltliebel
21 aus durch die erste Drehbewegung einmal in die Abschaltstellung verschoben, infolge
des in der Antriebsstange 25 voi;5esehenen Schlitzes 28 nicht mehr zurückgeführt
werden kann, und daß anderseits die Schaltwelle 39 in ihrer letzten Rücklaufbewegung
in die Nullstellung durch den am Zahnrad 37 befindlichen schrägen Auflauf .I6 unrl
durch den festen Auflauf .:15 in die Normalstellung geschoben wird.
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Nur durch Zurückstellen des Abschalthebels 21 in die gewöhnliche Stellung
wird das Handrad 20 durch die Klauenkipplung 5o wieder entriegelt und somit die
Steuerung von neuem zum Aufschalten bereitgemacht.
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Selbstverständlich kann an Stelle des Handantriebes der Steuerung
durch das Handrad 2o ein Servomotor, z. B. ein Elektromotor oder eine mit Druckmittel
arbeitende Antriebseinrichtung, angewandt werden.
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Ebenso ist ohne weiteres klar, daß man die achsiale Verschiebung der
Schalterwelle mit den Kurvenscheiben statt durch Anschläge gemäß den A hb. 9 bis
12 ohne zusätzliche erfinderische Tätigkeit auch auf pneumatischem oder elektrischem
Wege bewirken kann.
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Die "Zahl !der Einzelschalter in der Gruppe kann natürlich von drei
abweichen. Der durch diese Einzelschalter gesteuerte Strom kann ein anderer sein
als Einphasenstrom; obgleich die Steuerung, an welcher die Abschaltvorrichtung angebracht
wird, insbesondere für elektrische Fahrzeuge verwendet wird,. kann sie für andere
Betriebe benutzt werden.