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Druckluftschaltwerk mit Aus- und Einschaltzylindern, die durch Arbeitsventile
gesteuert werden. Bei elektrischen Bahnfah: zeugen verwendet man vielfach Druckluftschaltwerke.
Sie bestehen zumeist aus zwei Druckluftz_ylindern, deren gemeinsame Koltenstange
mit einem Zahntrieb versehen ist. Diese steht mit einem Ritzel in Eingriff, welches
die Schaltwalze antreibt. Je nachdem man die Druckluft in den einen oder den anderen
Zylinder eintreten läßt, wird die Schaltwalze im Sinne der Ein- oder Ausschaltbewegung
gedreht. Der Ein- und Austritt der Druckluft in die Zylinder wird durch elektromagnetisch
betätigte Ventile geregelt. Derartige Ventile zerfallen in zwei Gruppen. Erstens
Arbeitsventile, das sind Ventile, die bei Erregung die Druckluft in den Zylinder
einlassen, und zweitens Ruheventile, die in unerregtem Zustand den Zylinder mit
dem Druckluftbehälter verbinden.
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Damit nun bei einem Ausbleiben der Spannung diejenige Zylinderseite,
welche die Schaltwalze in die Ausschaltstellung zurückführt, unter Druck bleibt,
hat man gleichzeitig beide Arten von Ventilen verwendet und den einen Zylinder,
zweckmäßig den Ausschaltzylinder, mit einem Ruhestromventil, den anderen mit einem
Arbeitsventil versehen. Mit Rücksicht auf die Austauschbarkeit der Ersatzteile ist
es erwünscht, für beide Zylinder gleichartige Ventile zu verwenden. Dabei verdienen
die Arbeitsventile den Vorzug, da ihre Magnetspulen nur für die kurze Zeit der Betätigung
an Spannung liegen, in den längeren Zwischenpausen aber stromlos sind. Druckluftschaltwerke
mit gleichartigen Ventilen haben andererseits den Nachteil, daß bei einer Stromunterbrechung
das Schaltwerk auf der erreichten Schaltstufe stehenbleibt, so daß bei einem Wiedereinsetzen
der Spannung infolge fehlender Anlaßstufen unter Umständen Maschinen und Steuerapparate
beschädigt werden können.
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Die Erfindung besteht nun in einem Druckluftschaltwerk mit gleichartigen
Steuerventilen, und zwar Arbeitsventilen, bei denen ein Zylinder ständig unter Druck
steht, so daß er jederzeit bestrebt ist, das Schaltwerk in die Nullstellung zurückzuführen.
Für die Einschaltbewegung und für das Anhalten des Schaltwerks wird dieser ständige
Druck durch einen gleich großen Gegendruck aufgehoben. Der Gegendruck kann in demselben
Zylinder erzeugt werden, auf dessen Kolben der ständige Druck lastet. Ein Ausführungsbeispiel
hierfür ist in Abb. i der Zeichnung wiedergegeben. Er kann aber auch in dem anderen
Zylinder hervorgebracht werden, wie die Abb. z und 3 zeigen. In den Abb. i und z
ist das Schaltwerk in der Einschaltstellung, in Abb.3 in der Ausschaltstellung dargestellt.
Mit a ist der Zylinder bezeichnet, durch den die Ausschaltung bewirkt wird, mit
e der Zylinder, der die Einschaltbewegung vermittelt. Mit c und k sind die Kolben
der beiden Zylinder bezeichnet, mit i der Einlaß für die Druckluft, die nach der
Erfindung ständig auf einen der beiden Zylinder wirkt. In dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i wird der Ausschaltzylinder a durch die bei i. eintretende Druckluft
ständig unter Druck gehalten. Dem Einschaltzylinder e wird die Druckluft durch ein
Ventil ic zugeführt. Der Gegendruck, durch den der ständige Druck in dem Zylinder
a beim Einschalten aufgehoben wird, wird durch auf die
entgegengesetzte
Seite des Kolbens.k wirkende Druckluft erzeugt, die durch das Ventil v zugeführt
wird. Beide Ventile u und v sind Arbeitsventile, die bei Erregung ihres elektromagnetischen
Steuermechanismus die Druckluft nach den Zylindern durchlassen. Beim Einschalten
sind die Steuerelektromagnete für die Ventile erregt, und die Druckluft kann durch
beide Ventile in die Zylinder strömen. In dem einen Schaltzylinder a. heben sich
die Drücke auf beiden Seiten auf, und der Kolben c des Zylinders e wird vorw iirts
2 getrieben, wodurch die an der Kolbenstange b angeordneten Zähne w das Zahnrad
r in Drehung versetzen, das mit der Schaltwalze in mechanischer Verbindung steht.
Beim Ausschalten werden die Elektromagnete für beide Ventile aberregt. Die Ventile
verbinden die Zylinder mit der freien Luft, und der auf den Kolben k wirkende ständige
Druck setzt diesen in Bewegung. Für das Anhalten der Vörrichtung bleibt die i%Tagnetspule
für das Ventil it aberregt, die für das Ventil v wird erregt; hierdurch wird der
Zylinder e mit der freien Luft verbunden, während der Zylinder a von beiden Seiten
Druckluft erhält und der Kolben k infolgedessen festgehalten wird.
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In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem der
Gegendruck im Einschaltzylinder e erzeugt wird. Dieser ist zu diesem Zwecke in zwei
Kammern von verschiedenem Durchmesser unterteilt, in denen Kolben von entsprechendem
Durchmesser, die untereinander verbunden sind, gleiten. Beiden Kammern wird getrennt
voneinander durch die Ventile it und v Druckluft zugeführt. Durch den Druck
auf den Kolben h wird der ständige Druck auf den Kolben k im Zylinder a aufgehoben,
und es bleibt als wirksamer Gesamtdruck für den Zylinder e die Differenz des Druckes
auf den Kolben c und den Kolben 1i von der Kammer f aus übrig. Für das Einschalten
werden die Magnetspulen für die Ventile it und v erregt, so daß durch beide
Ventile Druckluft eintreten kann und die Kolbenstange b in die Einschaltstellung
bewegt wird. Beim Ausschalten werden beide Magnetspulen aberregt, die Zylinder werden
dadurch mit der freien Luft verbunden und der ständige Druck im Zylinder a drückt
den Zylinder k vorwärts in die Ausschaltstellung. Für das Anhalten des Schaltwerkes
bleibt die Magnetspule für das Ventil it aberregt, die für das Ventil v wird erregt,
wodurch die Kammer f
mit der Außenluft in Verbindung gesetzt «-ird, während
die Kammer, g Druckluft erhalt, die dem ständigen Druck im Zylinder a das Gleichgewicht
hält. Für die Haltstellung kann auch der Magnet für das Ventil u erregt und der
für das Ventil v aberregt sein. Dann ist Druckluft nur zwischen den beiden Kolben
vorhanden. Das Schaltwerk nach Abb. 2 hat gegenüber dem von Abb. i den besonderen
Vorteil, daß es keine Stopfbüchse enthält.
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Abb.3 zeigt das Schaltwerk in der Ausschaltstellung bei im übrigen
unveränderten Verhältnissen.
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Die Anordnung nach der Erfindung bat den Vorteil, daß gleichartige
Ventile, und zwar vorzugsweise Arbeitsventile, verwendet werden und daß das Schaltwerk
unter der Wirkung eines vom elektrischen Strom gänzlich unbeeinflußten Zylinders
beim Ausbleiben der Spannung selbsttätig in die NTullstellung zurückgeführt wird,
so daß Beschädigungen der Motoren und Schaltapparate bei einem plötzlichen Wiedereinsetzen
der Spannung ausgeschlossen sind.