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Stellhemmeinrichtung für elektrische Schaltgeräte, insbesondere für
Schaltwerke elektrischer Bahnfahrzeuge Den Gegenstand der Erfindung bildet eine
Stellhemmeinrichtung, die zum Einhalten der Schaltstellungen bei elektrischen Schaltgeräten,
insbesondere bei Steuerungen elektrischer Bahnen, dienen soll. In erster Linie ist
hierbei an Steuerungen gedacht, bei denen die Antriebskraft nicht unterbrochen,
sondern die Schaltbewegung lediglich auf den einzelnen Stellungen abgebremst und
dann wieder freigegeben wird. Dies ist z. B. bei Schaltwalzen der Fall, die durch
einen Magneten mit Hilfe eines Getriebes gedreht werden, welches die geradlinige
Bewegung des Magnetkernes in eine drehende Bewegung der Walze ändert.
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Hydraulisch arbeitende Stellhemmeinrichtungen sind bereits bekannt.
So ist z. B. eine derartige Vorrichtung beschrieben worden, die mit zwei Kolben
arbeitet, von denen der eine von Flüssigkeit und der andere von Luft beaufschlagt
ist. Dabei dient der Druckluftantrieb zum Steuern des Schaltwerkes und der mit Flüssigkeit
gefüllte Zylinder zur Stellhemmung, welche jedoch nur nach einer Schaltrichtung
hin wirksam ist. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform besteht die Stellhemmung
aus einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder, in dem ein doppelt beaufschlagter Kolben
gleitet. Die durch den Kolben getrennten Zylinderräume sind durch einen Überlaufkanal
verbunden. Da das Gesamtvolumen des Zylinders und des Überlaufkanäls außer von der
Dämpfungsflüssigleit und dem Kolben auch noch von einer Kolbenstange ausgefüllt
ist, wird der Kolben auch in jeder Stellung einen toten Gang aufweisen, der durch
das Volumen der Kolbenstange bedingt ist. Befindet sich nämlich der Kolben in seiner
oberen Lage, dann ist die Kolbenstange praktisch vollkommen außerhalb des Zylinders.
Der Füllungsgrad des Zylinders ist somit um das Volumen der Kolbenstange verringert
worden, so daß eine eindeutige Stellung des Kolbens auch bei Drosselung des Überlaufweges
nicht gegeben Ist.
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Die Stellhemmeinrichtung nach der Erfindung besteht aus zwei miteinander
und mit dem beweglichen Teil des Schaltgerätes gekuppelten Kolben, deren mit einer
Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Zylinder durch eine Leitung verbunden sind. In der
Leitung ist ein Ventil angeordnet, das elektrisch, mechanisch oder auf eine beliebige
andere Weise zweckmäßig von dem beweglichen Teil des Schaltgerätes aus gesteuert
wird. Wenn die Antriebskraft auf die Schaltwalze wirkt und letztere gedreht wird,
werden auch beide Kolben verschoben. In dem einen Zylinder wird hierbei ein Druck,
im anderen ein Unterdruck erzeugt. Die in den Zylindern enthaltene Flüssigkeit fließt
dabei durch die Umleitung bei offenem Ventil, so daß die Druckunterschiede ausgeglichen
werden. Hat die Walze einen bestimmten vorgeschriebenen Schaltweg zurückgelegt,
so wird das Ventil in der Umleitung geschlossen. Die Druckunterschiede können nicht
mehr ausgeglichen
werden und die Kolben werden, da die Flüssigkeitssäule
stehenbleibt, rasch und genau angehalten. Da die Schaltwalze mit den Kolben gekuppelt
ist, wird auch sie in der gewünschten Schaltstellung abgebremst. Durch Öffnen des
Ventils kann der Schaltvorgang fortgesetzt werden. Die Rückschaltung erfolgt durch
Kraftspeicher, die beim Arbeiten der Vorrichtung im Einschaltsinn geladen werden.
Die Wirkungsweise der Hemmvorrichtung ist in diesem Fall die gleiche.
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Die Vorrichtung, besonders der zwischen den Kolben liegende Raum,
ist erfindungsgemäß selbst als Ölbehälter ausgebildet, wobei die unter Druck oder
Unterdruck stehenden Teile sämtlich unterhalb des Ölspiegels, sämtliche Herausführun.gen
für die Triebteile der Kolben und des Ventils dagegen oberhalb des Ölspiegels angeordnet
sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß einerseits die Abdichtungen für die Triebteile
lediglich als Spritzschutz ausgebildet werden können, andererseits kann die Flüssigkeit
bei kleinen Kolben- oder Ventilundichtigkeiten aus den Räumen, die Druckschwankungen
unterworfen sind, nur in den Ölbehälter austreten; der Flüssigkeitsbestand des den
Druckschwankungen ausgesetzten Raumes wird aber auch bei entgegengesetzten Bewegungen
stets aus dem Ölbehälter ersetzt.
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Die Anordnung zweier Kolben hat den Vorteil, daß die Kolbenstangen
nicht durch Abdichtungen durchgeführt zu werden brauchen, und daß die Anordnung
ohne weiteres für beide Schaltrichtungen brauchbar ist.
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Mit zwei einseitig b.eaufschlagten, starr durch eine Zahnstange gekuppelten
Kolben arbeiten zwar auch bekannte Einrichtungen für elektrische Schaltgeräte. Dabei
handelt es sich jedoch entweder nur um Anordnungen zur Stoßdämpfung oder um hydraulisch
betätigte Antriebsvorrichtungen für Steuerschalter. jedenfalls erfüllen diese Konstruktionen
nicht die besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nämlich das Festhalten des
Schaltwerkes in einer ganz bestimmten Lage.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt, Abb. ? einen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung und Abb. 3 eine andere Ausführungsform.
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Es sei zunächst die in den ersten beiden Abbildungen dargestellte
Einrichtung beschrieben. Zwei Kolben. k1 und k2 sind miteinander durch eine Zahnstange
s gekuppelt, die mit einem Zahnritzel r in Eingriff steht. Jede Drehbewegung des
Ritzels r bewirkt daher eine gradlinige Bewegung der Kolben k1 und k=, in ihren
Zylindern z1 und z`=. Die Zylinderräume sind mit einer Flüssigkeit, z.-B.
01, gefüllt und durch eine Umleitung u verbunden, in der ein Ventil v angeordnet
ist. Das Getriebe befindet sich in einem geschlossenen Gehäuse g, das bis zu der
Höhe p mit Flüssigkeit angefüllt ist. Die das Ritzel r tragende Welle zu' und die
zur Steuerung des Ventils v dienende Welle u.,= sind nach oben durch in dem Deckel
d vorgesehene Stopfbüchsen b' und bl durchgeführt. Diese Stopfbüchsen liegen
oberhalb des Ölspiegelsp, während sämtliche Verbindungen zwischen den den Druckschwankungen
unterworfenen Räumen und dem Inneren des Gehäuses g unterhalb des Ölspiegels p angeordnet
sind. Es kann daher die Flüssigkeit beim Arbeiten der Vorrichtung stets an den Behälterg
abgegeben oder aus diesem ergänzt werden.
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Die Welle w1 kann mit der nicht dargestellten Schaltwalzem@elle unmittelbar
gekuppelt sein. Bei einem Antrieb der Schaltwalze durch einen Magneten hat dies
den Vorteil, daß die Bremsung an einer Stelle des Getriebes wirkt, an der höhere
Geschwindigkeiten und geringere Kräfte auftreten, was ein genaueres Anhalten des
Schaltwerkes zur Folge hat.
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Bei Beginn der Bewegung ist das Ventil v offen. Die Schaltwalze und
mit ihr die Welle w1 können daher gedreht werden, wenn der Antrieb eingeschaltet
wird. Die Kolben werden dabei bewegt und die Flüssigkeit wird aus einem Zylinder
durch die Leitung u und das offene Ventil v in den anderen Zylinder gedrängt. Wird
nach einem bestimmten Schaltwinkel das Ventil v geschlossen, so kann ein Druckausgleich
zwischen den. Zylindern nicht mehr stattfinden, und die Kolben werden rasch und
wirksam abgebremst. Damit wird auch die Welle w1 und mit ihr die Schaltwalze auf
der vollen Schaltstellung angehalten. Nach erneutem Öffnen des Ventiles kann ein
weiterer Schaltschritt folgen USW.
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In der Abb. 3 wird gezeigt, wie die Anordnung getroffen werden kann,
wenn die Welle zu' in der waagerechten Richtung aus dem Gehäuse herausgeführt
werden soll. In diesem Falle ist die Zahnstange s so angeordnet, daß die Welle des
Zahnritzels r1 in der waagerechten Ebene liegt. Über dem Ritzel r1 ist ein zweites
mit ihm in Eingriff stehendes Ritzel r= angeordnet, das auf der herauszuführenden
Welle w1 angebracht ist. Die Welle w1 liegt auch in diesem Falle über dem Flüssigkeitsspiegel
p.