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Druckluftantrieb mit beiderseits durch eine Zahnstange verbundenen
Kolben. Es ist bekannt, beim Anlassen von Motoren einen Druckluftantrieb zu verwenden,
bei dem die durch eine Zahnstange verbundenen Kolben bei gleichem Druck sich das
Gleichgewicht halten, bei ungleichem Druck dagegen Bewegung hervorrufen. Diese Anordnung
wird mit Vorteil zum schrittweisen Bewegen von Anlassern für Bahnmotoren verwendet.
Die Anzahl der Schritte ist oft so groß, und daher sind die Kontaktbeläge so klein,
daß das erforderliche genaue Anhalten der Schaltwalze in den einzelnen Stellungen
Schwierigkeiten macht, wodurch leicht Überschaltungen von einzelnen Stellungen vorkommen
können.
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Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß man gezwungen war, um eine
günstige, nicht zu kleine Schaltgeschwindigkeit zu erzielen, der Auspufföffnung
einen entsprechenden, verhältnismäßig großen Durchmesser zu geben, wodurch die Gefahr
des überschaltens noch weiter erhöht wurde.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile durch die Verwendung eines
Zusatzventils in der Auspuffleitung des die Schaltschritte bewirkenden,Ventils.
Die Auspufföffnung, welche zwischen Haupt- und Zusatzventil liegt, erhält nur einen
kleinen Durchmesser, welcher allein ein zu langsames Einschalten der Kontakte bewirken
würde.
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Das Zusatzventil wird auf mechanischem oder elektrischem Wege während
einer jeden Schrittbewegung in veränderlichem Grade gedrosselt, so daß stets eine
günstige Geschwindigkeit beim Schalten entsteht und auch ein sicheres Einhalten
der einzelnen Schaltstellungen der Walze gewährleistet wird. So soll z. B. die Drosselung
durch dieses Zusatzventil, welches vorteilhafterweise eine größere
Auslaßöffnung
erhält als der Hauptauspuff, zu Beginn einer jeden Schrittbewegung gering sein,
um die Druckluft rasch entweichen zu lassen, damit die Schrittbewegung mit großer
Liraft eingeleitet wird. Gegen Ende des Schrittes ist die Drosselung mehr und mehr
zu verstärken, so daß die Luft immer langsamer aus dem Druckzylinder entweicht.
Auf diese Weise wird die lebendige Kraft der bewegten Teile, die das ungenaue Anhalten
der Schaltwalze verursacht, auf ein unschädliches Mindestmaß herabgebremst und gleichzeitig
eine für die Einschaltung der Kontakte günstige Geschwindigkeit erzielt, so daß
keine schädlichen Funkenbildungen durch langsames Schalten entstehen.
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Abb. i ist die schematische Darstellung der Anordnung eines Zusatzventils.
Die Drosselung wird erreicht durch ein Ventil a", welches in der Auspuffleitung
b" hinter dem Hauptventil c" liegt. Zwischen Hauptventil und Zusatzventil
ist eine verhältnismäßig kleine üffnung d" als Auspuff angebracht, durch welche
ein Teil der Luft direkt entweichen kann, auch wenn das Zusatzventil ganz geschlossen
ist. Die Hauptauspufföffnung d"' läf:)t sich auch durch eine Justierschraube verstellbar
einrichten.
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Die Steuerung des Zusatzventils kann mechanisch oder elektrisch erfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel für die mechanische Steuerung des Zusatzventils
ist in der Abb.2 dargestellt. Die Rastenscheibe a sitzt fest auf der Schaltwelle
h und bewegt die als Hebel ausgebildete Rastenklinke c mittels der Rolle d um den
festen Drehpunkt e. Bei Beginn einer Schrittbewegung befindet sich die Rolle d in
der Tiefe der Rast, weshalb die Feder g mittels des Bolzens 1 das Ventil lt öffnen
kann. Mit zunehmender Bewegung der Schaltwelle und somit auch der Rastenscheibe
wird das Zusatzventil entsprechend der Nockenform durch die Druckluft und die Feder
h geschlossen, so daß von einem bestimmten Punkte an die Luft nur aus dem stark
drosselnden Hauptauspuff ausströmen kann.
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Da es praktisch sehr schwierig ist, die Nokkenform den jeweiligen
Bedingungen in bezug auf das Schließen des Zusatzventils anzupassen, ist ein Bolzen
1 angeordnet, der unter dem Druck einer Feder na steht. Hierdurch ist es
erlaubt, in der Genauigkeit der Herstellung der Nockenformen eine größere Toleranz
zuzulassen, da die Feder m Ungenauigkeiten in gewissen Grenzen selbsttätig ausgleicht,
die auch durch verschieden hohe Drücke der Luft veranlaßt werden können. So würde
z. B. bei hohem Druck das Zusatzventil früher schließen als bei niedrigem Druck.
Die Feder k hat auf das Arbeiten des Ventils nur nebensächlichen Einfluß, und zwar
soll sie den Ventilkegel nur leicht gegen seinen Sitz pressen, um ein Schlottern
in der Führung im Ventilgehäuse zu verhindern. Selbstverständlich muß sie schwächer
sein -als die Feder in, weil sonst eine ZVirkung der letzteren nicht denkbar ist.
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Hauptauspuff d" und Zusatzventilöffnung a"
in der Abb.
i können auch vereinigt werden. Das Zusatzventil wird dann gesteuert zwischen einer
Mindestöffnung, die dem Hauptauspuff entspricht, und einer Größtöffnung, die beiden
Öffnungen zusammen entspricht.
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Falls in einzelnen Schritten oder bei einem Teile von aufeinanderfolgenden
Schritten die durch den Druckluftantrieb erzeugte Schrittgeschwindigkeit infolge
der veränderlichen Belastungen durch die mit den Nockenschützen zusammenarbeitende
Kammwelle zu groß werden würde, ist es erwünscht, die stärkere Drosselung möglichst
zeitig beim Beginn des Schrittes einsetzen zu lassen. Es ist daher zweckmäßig, die
das Zusatzventil bedienende Klinke c in der höchsten Lage zu lassen, d. h. vom Ventil
völlig abgehoben. Dies erreicht man dadurch, daß die Rastenscheibentiefen fehlen
(s. Abb.2).
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Es kann aber auch das Umgekehrte nötig werden, nämlich die Schrittgeschwindigkeit
längere Zeit während des Schrittes groß zu behalten, was auch durch Unbetätigtlassen
der Klinke c, jedoch in der tiefsten Lage, erreichbar ist, indem hierbei die Nocken
der Rastenscheibe an den gewünschten Stellen fehlen. Dadurch wird die Klinke auf
das Ventil am meisten niedergedrückt und dieses am längsten offen gehalten.
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Die Betätigung des Zusatzventils kann auch auf elektrischem Wege geschehen.
Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt die Abb. 3; Wenn der Schalter a' und Kontakt
g' geschlossen wird, dann entsteht zunächst folgender Stromkreis: Über Schalter
a' zum Kontaktfinger b', Kontaktbelag 1, Finger d', Fortschaltrelais g',
Zusatzventilspule f, Ventilspule lt', die durch Luftablassen die Drehung der Schaltwalze
im Einschaltsinne bewegt, zur Erde. Durch Erregung der beiden in Reihe geschalteten
Spulen f und k' werden die beiden zugehörigen Ventile geöffnet und die Walze
im Einschaltsinne gedreht. Dadurch gelangt Kontaktbelag i außer und 2 in Eingriff,
wodurch folgender Stromverlauf entsteht: Schalter a', Kontaktfinger
b', Kontaktbelag 2, Kontaktfinger c', Fortschaltrelaisspule i', Ventilspule
lt' zur Erde. Dadurch wird die Spule f' aberregt und der Kontakt g' geöffnet, wodurch
das Zusatzventil geschlossen und die Schaltwalze abgebremst wird, jedoch nicht bis
zum Stillstand, da
der Hauptauspuff noch geöffnet ist. Darauf gelangt
Kontaktbelag 2 außer und 3 in Eingriff. Hier tritt zunächst Stillstand ein, weil
h' - Finger e' bleibe unberücksichtigt - so lange aberregt bleibt, bis der Kontakt
g' sich selbsttätig durch das mit Verzögerung sinkende Stromschlußstück schließt
und der Vorgang sich in der eben beschriebenen Weise für alle Stellungen I, II usw.
wiederholt.
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Die Abbremsung der Schaltwalze durch das Drosselventil erfolgt in
dem Augenblick, wo' der Kontaktbelag i, 3, 5 oder 7 den Finger d' verläßt. Dies
-kann unter Umständen schon etwas spät sein. Um die Drosselung früher eintreten
zu lassen, bildet man die Beläge 3, 5 oder 7 so aus, wie für Belag 3 und 7 gezeichnet,
und bringt noch einen dritten Finger e' an. Dann entsteht bei Stellung I folgender
Stromkreis: Schalter a', Finger b', Belag 3, Finger e', Ventilspule
h' zur Erde. Hierbei ist die Dro.sselventilspule f' schon stromlos, und die
Walze wird abgebremst. Soll die Drosselung später als normal durch das Abreißen
der Beläge i, 3, 5 oder 7 eintreten, so ist noch ein weiterer Finger k' anzuordnen
und die Beläge 2, q., 6 oder 8 nach dem Beispiel von 6 in der Abb. 3 auszugestalten.
Dann tritt die Drosselung erst dann ein, wenn der Belag 2, q., 6 oder B. von dem
Finger k' abreißt. Auf diese Weise läßt sich der Beginn der Drosselung durch Schließen
des Zusatzventils regulieren.
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Ferner ist es auch möglich, die Drosselung durch das Zusatzventil
abhängig von der Stromstärke im Motorkreise zu machen, wie auch aus Abb.3 hervorgeht:
Dies wird erreicht durch eine Spule 1, die im Motorstromkreise liegt und nur aus
einer oder zwei Windungen zu bestehen braucht. Sie wirkt mittels eines Magnetankers
m' auf die Feder n' des Zusatzventils oder auf dieses selbst ein, und zwar so, daß
bei normalem Anlaßstrom die Spule 1' ohne Wirkung auf das Ventil ist. Bei erhöhter
Stromaufnahme dagegen zieht die Spule den Magnetanker m' ein und schließt dadurch
das Zusatzventil, wodurch eine Verzögerung des Anlaßvorganges erreicht wird.