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Einrichtung an Fahrschalterantrieben, insbesondere für elektrisch
angetriebene Bahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für Schaltwerke,
die es ermöglicht, verschiedene Bewegungsverhältnisse für das angetriebene Schaltwerk
zu erzielen. Es ist bereits eine Fahrbremsschaltung für Bahnfahrzeuge bekanntgeworden,
bei der verschiedene Bewegungsverhältnisse der Fahrbremswalze dadurch erreicht werden,
daß die Fahrbremswalze von einer Triebwelle aus beim Fahrbetrieb und beim Bremsbetrieb
durch zwei verschiedene Gruppen von aussetzend arbeitenden, parallel geschalteten
Zahnrädern angetrieben wird. Eine derartige Anordnung ist insofern wenig günstig,
als bei dieser Anordnung Schwierigkeiten bestehen, bei den. beiden aussetzend arbeitenden
Getriebegruppen die Zahnräder in der richtigen Weise in Eingriff zu bringen und
genaue Arbeitsverhältnisse der Rädergetriebe zu erreichen.
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DerErfindung liegt dieAufgabezugrunde, eine vorteilhaftere Getriebeanordnung
zu schaffen, bei der durch die bauliche Ausgestaltung des vorgeschlagenen Getriebes
größere Möglichkeiten für die Ausgestaltung der Bewegungsverhältnisse des Schaltwerkes
erreicht werden und dabei die obenerwähnten Nachteile der bekannten Anordnung vermieden
werden. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der Antriebswelle,
dem Handrad o. dgl. und dem Schaltwerk in Kombination ein Differentialgetriebe und
ein das Differentialgetriebe überbrückendes aussetzendes Getriebe angeordnet sind
und daß entweder das Differentialgetriebe nach Verriegelung des einen Teils allein
oder beide Getriebe gleichzeitig für den Antrieb der- Schaltwalze wirksam gemacht
werden.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Anordnung zeichnet sich
insbesondere gegenüber der erwähnten bekannten Anordnung durch eine genauere Arbeitsweise
aus.
Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht es beispielsweise,
ein Nockenschaltwerk für den Fahr- und Bremsbetrieb, das sowohl beim Fahren wie
beim Bremsen aus einer Nullstellung in der gleichen Richtung angetrieben wird, derart
mit dem Betätigungsorgan, dem Handrad o. dgl., in Beziehung zu setzen, daß das Handrad
beim Fahrbetrieb in dem einen Drehsinne, also beispielsweise im Rechtssinne, bei
der anderen Betriebsart, dem Bremsbetrieb, in der entgegengesetzten Richtung, also
im Linkssinne, angetrieben werden muß, um das Schaltwerk in der gleichen Richtung
anzutreiben.
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Weiter kann der Erfindungsgedanke mit Votteil Anwendung finden bei
einem Schaltwerk, das in bestimmter Richtung angetrieben wird, um innerhalb eines
bestimmten Regelbereiches eine erhöhte Schaltgeschwindigkeit zu erzielen.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand einiger Ausführungsbeispiele
erläutert werden, die in den Figuren der Zeichnung wiedergegeben sind.
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Fig. z zeigt eine Getriebeanordnung für ein Schaltwerk, welche es
ermöglicht, das Schaltwerk beim Fahrbetrieb, beispielsweise durch Rechtsdrehung
eines Handrades, beim Bremsbetrieb in der gleichen Richtung, beispielsweise durch
Linksdrehung des Handrades, anzutreiben. Das Schaltwerk ist mit s angedeutet und
wird beispielsweise durch einen Kettenantrieb von dem Antriebsgetriebe in Bewegung
gesetzt. Zur Erzeugung der Betätigungskräfte dient das Handrad k, welches
mit einer Welle na verbunden ist. Die Welle m ist mit dem Teil 1 des Differentialgetriebes
ca gekuppelt. Außerdem ist mit der Welle 7n ein Zahnritzel b verbunden, welches
über ein weiteres Zahnrad c die Zwischenwelle n antreibt. Mit der Zwischenwelle
st ist das Rad d eines aussetzenden Zahnradgetriebes verbunden, welches wiederum
mit dem Ritzel P der Getriebewelle o in Eingriff gelangen kann. Die Getriebewelle
n trägt eine Sperrscheibe f,
die Getriebewelle o eine Sperrscheibe e. Durch
diese Sperrscheiben wird die Welle o verriegelt, sobald das aussetzende Zahnradgetriebe,
welches aus den Rädern d und p besteht, außer Eingriff kommt. Die Welle o ist mit
dem Umlaufräderpaar I1 des Differentialgetriebes a verbunden. Das Räderpaar 1I steht
einerseits mit dem Getriebeteil I, andererseits mit dem dritten Teil III des Differentialgetriebes
in Eingriff. Das Getrieberad III ist über eine Hohlwelle mit dem Kettenrad z gekuppelt,
durch welches das Schaltwerk s angetrieben werden kann. Auf der Hohlwelle sitzt
noch eine Sperrscheibe g, die in der Nullstellung des Schaltwerkes an einen Anschlag
'k anschlägt. Die Arbeitsweise des Schaltwerkes ist folgende: Wird das Handrad in
der einen Drehrichtung, beispielsweise mit Rechtsdrehung, angetrieben, so wird-gleichzeitig
über die Getrieberäder b, c, Welle ft, Zahnrad d
und Ritzel p die Welle
o mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit in Drehung versetzt. Infolgedessen werden
das Zahnrad I und die Achse der Umlaufräder II mit gleicher Geschwindigkeit und
gleicher Drehrichtung angetrieben. Die Umlaufräder II selbst führen dabei keine
Drehbewegung um ihre Achse aus. Das Umlaufräderpaar II nimmt nun bei seiner Bewegung
den dritten Teil III des Differentialgetriebes mit, wodurch die Hohlwelle und das
Kettenrad im gleichen Drehsinne wie das Handrad k angetrieben werden. Das gesamte
Differentialgetriebe wirkt in diesem Falle als Zahnkupplung zur Verbindung der angetriebenen
Welle in und der das Kettenrad i tragenden Hohlwelle. Wird für den Bremsbetrieb
die Drehbewegung des Handrades k umgekehrt, so kommt zunächst das aussetzende Zahnradgetriebe,
Räder P, d, außer Eingriff. Mit Hilfe der Sperrscheiben f und e wird die Welle o
verriegelt. Infolgedessen wird die Achse des Umlaufräderpaares Il festgehalten.
Bei Drehung des Handrades k im Linkssinne werden nunmehr durch den Teil I des Differentialgetriebes
die Räder des Umlaufräderpaares II in Drehung versetzt. Durch diese Räder wird das
Zahnrad III des Differentialgetriebes im Rechtssinne angetrieben, was zur Folge
hat, daß auch das Kettenrad i und damit das Schaltwerk im selben Drehsinne wie beim
Fahrbetrieb vorwärts angetrieben wird.
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Soll das Nockenschaltwerk bei der einen Betriebsart, beispielsweise
beim Bremsbetrieb, schneller betätigt werden als bei der anderen Betriebsart, beim
Fahrbetrieb, so kann das Nockenschaltwerk über ein Differentialgetriebe mit verschieden
großen Kegelrädern angetrieben werden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 2 der
Zeichnung wiedergegeben. Das Getrieberad I hat bei dieser Anordnung einen verhältnismäßig
großen Durchmesser und steht mit dem Getrieberad IIa des Umlaufräderpaares in Eingriff.
Das Umlaufräderpaar Ha hat dabei einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser. Das
mit dem Getrieberad Ha gekuppelte Umlaufrad IIb steht mit dem Getrieberad III in
Eingriff, welches wiederum mit der Hohlwelle und dem Kettenrad i gekuppelt ist.
Es ist also bei dieser Anordnung gewissermaßen noch in das Differentialgetriebe
eine Übersetzung eingeschaltet, die jedoch nur dann zur Wirkung gelangt, wenn die
Achse des Umlaufräderpaares II durch die Sperrscheiben e und f festgehalten
wird.
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Eine ähnliche Wirkung kann dadurch erreicht werden, daß durch Wahl
geeigneter Zwischenzahnräder die Wellen o und m mit verschiedenen Geschwindigkeiten
angetrieben werden. Fig.3 zeigt eine derartige Anordnung. Macht beispielsweise dieWelle
in eine Umdrehung, Welle o i1/2 Umdrehungen, so macht die Hohlwelle q - mit dem
Kettenrad 2 Umdrehungen.
Die verschiedenen Geschwindigkeiten der
Wellen o und in werden durch geeignete Übersetzungen der Getrieberäder erreicht.
Auf diesem Wege kann erreicht werden, daß bei Betätigung des Handrades im einen
Drehsinne eine andere Schaltgeschwindigkeit an dem Kettenrade i und damit dem Schaltwerk
vorhanden ist als bei der anderen Drehrichtung des Handrades. Das Schaltwerk selbst
wird hierbei wiederum stets im gleichen Drehsinne angetrieben, wenn das Handrad
aus einer bestimmten Ausgangsstellung entweder im Rechtsdrehsinne oder im Linksdrehsinne
angetrieben wird.
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Der Erfindungsgedanke kann weiter, wie bereits angedeutet ist, dazu
Verwendung finden, um bei einem Fahrschalter bestimmte Stufen, beispielsweise die
ersten Stufen, schneller zu durchschalten als die übrigen Stufen. Fig. q.zeigt eine
Anordnung, die für diesen Zweck bestimmt ist. Die Gesamtgetriebeanordnung ist grundsätzlich
die gleiche wie bei dem in Fig. i gezeigten Ausführungsbeispiel. Wird bei dieser
Anordnung beispielsweise das Handrad k im Sinne des Uhrzeigers gedreht, so wird
die Wellem entgegen dem Uhrzeigersinne angetrieben, weil zwischen dem Handrad k
und der Welle m noch die Zwischenzahnräder y und b angeordnet sind.
Da die Ritzel r und b die gleichen Zähnezahlen haben, ist die Winkelgeschwindigkeit
der Welle in gleich der Winkelgeschwindigkeit der von dem Handrad angetriebenen
Welle. Die Welle o führt indessen bei einer Drehung des Handrades k nur eine halbe
Umdrehung aus, und zwar entgegengesetzt der Welle m. Dies hat zur Folge, daß auch
die Achse des Umlaufräderpaares II angetrieben wird, wodurch die Geschwindigkeit
des Differentialgetriebes III erhöht wird. Die Hohlwelle q mit dem Kettenrade 1
dreht sich zweimal bei einer ' Umdrehung des Handrades k, und zwar entgegengesetzt
der Welle m. Auf einer bestimmten Schaltstufe, beispielsweise der Stufe q., kommt
das aus den Rädern P und d bestehende aussetzende Getriebe außer Eingriff. Die Welle
o wird durch die Sperrscheiben e und f festgehalten. Nunmehr treibt
die Welle in über das Differentialgetriebe, bei dem die Achse des Umlaufräderpaares
festgehalten wird, die Hohlwelle q mit dem Kettenrad 1 mit gleicher Winkelgeschwindigkeit,-
aber entgegengesetzt der Drehrichtung der Welle 7n an.
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Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform, die sich dadurch auszeichnet,
daß das aussetzende Getriebe, die Sperrscheiben sowie die Zwischenwelle in, durch
einen Elektromotor ersetzt sind, der über ein selbstsperrendes Getriebe, z. B. über
eine Schnecke oder ein Schneckenrad, zum Antrieb der Welle o geeignet ist. Bei normalem
Antrieb ist die Welle o durch das selbstsperrende Getriebe gegen Drehung gesichert.
In diesem Falle ergibt sich eine Drehgeschwindigkeit der Hohlwelle q und
des Kettenrades 1, welche allein durch die Bemessung des Differentialgetriebes
bedingt ist. Wird nun die Achse des Umlaufräderpaares des Differentialgetriebes
zusätzlich angetrieben, so kann eine beliebige Änderung der Geschwindigkeit, insbesondere
Erhöhung der Antriebsgeschwindigkeit der Hohlwelle q und damit des Kettenrades
1, erreicht werden. Es soll beispielsweise angenommen werden, daß das von
dem Kettenrad angetriebene Nockenschaltwerk auf den ersten Stufen schneller als
auf den übrigen Stufen geschaltet wird. Wird zu diesem Zwecke das Handrad k im Sinne
des Uhrzeigers gedreht, so dreht sich die Welle in entgegen dem Uhrzeiger, und zwar,
da die beiden Ritzel y und b gleiche Teilkreisdurchmesser haben, mit derselben
Winkelgeschwindigkeit. Die Welle o wird von dem Elektromotor entgegen der Welle
m angetrieben. Die Hohlwelle q dreht sich dann im Sinne des Uhrzeigers. Steht
z. B. die grelle m still, so dreht sich die Hohhvelle q
doppelt so
schnell wie die `'Felle o. Zur Steuerung des Hilfselektromotors dient eine besondere
Steuerwalze im Nockenschaltwerk, die entsprechend der Schaltbewegung des Nockenschaltwerkes
gesteuert wird. Die Einrichtung kann beispielsweise derart getroffen werden, daß
der Motor nur innerhalb eines bestimmten Stufenbereiches, etwa auf den Stufen I
bis IV, eingeschaltet ist. Hierdurch ergibt sich auf den genannten Stufen eine erhöhte
Schaltgeschwindigkeit. Sobald der Motor stillgesetzt ist, wird die Hohlwelle
q mit dem Kettenrad 1 allein von dem Handrad k über die Räder y,
b, in, a angetrieben. Ebenso kann auch beim Rückwärtsschalten der Hilfsmotor
auf bestimmten Stufen eingeschaltet werden. Dies läßt sich durch Schnappschalter
bekannter Bauart ohne weiteres erreichen. Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht
es auch, beim Rückwärtsschalten eine Erhöhung der Ausschaltgeschwindigkeit zu erreichen.
Beispielsweise kann durch einen besonderen Druckknopfschalter der Schaltwerksmotor
eingeschaltet werden, der das Schaltwerk unmittelbar aus jeder Stellung beschleunigt
in die Nullage zurückführt. Wird der Motor nicht eingeschaltet, so erfolgt die Bedienung
wie bei jedem anderen Schalter.
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Der Erfindungsgedanke kann für die verschiedensten. Zwecke angewendet
werden, wo es darauf ankommt, die Schaltgeschwindigkeiten von Steuerwalzen sowie
die Bewegungsverhältnisse der Steuerwalze zu verändern. Auch hinsichtlich der baulichen
Anordnung können dabei die verschiedensten Lösungen vorgesehen werden. Anstatt dem
Fahrschalter kann das Getriebe auch dem Nockenschaltwerk selbst zugeordnet werden.
Auch können mehrere Getriebe hintereinandergeschaltet werden, beispielsweise ein
Getriebe nach Fig.. i und ein Getriebe nach Fig. q..
Das erfindungsgemäß
vorgesehene Getriebe kann im Schaltwerk selbst eingebaut sein. Das Schaltwerk kann
dabei anstatt von Hand auch durch einen Motor angetrieben werden. der dann ebenfalls
an das Schaltwerk angebaut und vom Führerstand aus gesteuert wird. Bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen würde dann an die Stelle des Handrades ein Motor treten.
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Im vorstehenden waren Anordnungen angegeben, bei denen die Geschwindigkeitsänderung
auf einer bestimmten Schaltstufe selbsttätig herbeigeführt wird.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele, die es
ermöglichen, daß der Fahrer in jedem Augenblick die geänderte Geschwindigkeit willkürlich
herbeiführen kann. Zu diesem Zweck sind zwei parallele Differentialgetriebe io und
i1 vorhanden. Die Räder 12 und 13 dieser Differentialgetriebe sind über eine Buchse
je mit einer Bremsscheibe 14 bzw. i5 gekuppelt. Die Bremsscheiben können dabei durch
insbesondere elektrisch betätigte Bremsen festgestellt werden. Je nachdem, ob die
Bremsscheibe 14 oder 15 festgestellt ist, erfolgt die Kraftübertragung bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 6 durch die Wellen I, II oder über die Wellen I, 11I, IV, II. Das nicht
festgebremste Rad dreht sich lose mit. Sind die beiden Bremsscheiben i¢ und 15 lose,
d. h. nicht festgestellt, so steht das Schaltwerk still, auch wenn der Antriebsmotor
des Schaltwerkes umläuft. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist zwisvhen den
Wellen I und III eine Untersetzung, beispielsweise mit dem Übersetzungsverhältnis
i : 2, und zwischen den Wellen IV und II ebenfalls eine Untersetzung mit dem Übersetzungsverhältnis
i : 2 vorhanden. Infolgedessen kann die Drehzahl, mit der das Schaltwerk angetrieben
wird, im Verhältnis i : q. geändert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.
7 ist zwischen den Wellen I und III ein Zwischenrad 17 angeordnet, infolgedessen
dreht sich die Welle Il mit verschiedenem Drehsinne, je nachdem, ob die Bremsscheibe
14. oder 15 festgestellt ist. Die Anordnung gemäß Fig. 7 gestattet infolgedessen
ein Aufwärts- und Abwärtsschalten oder Stillsetzen des Schaltwerkes ohne Änderung
des Drehsinnes oder der Geschwindigkeit des Motors. Zusätzlich kann die Geschwindigkeit
beim Aufwärts- oder Abwärtsschalten noch durch weitere Zahnradübersetzungen geändert
werden.