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Walzenschalter mit Einschaltnocken Die Erfindung *bezieht sich
auf einen Walzenschalter, insbesondere fürelektrische Fahrzeuge, z.,B. Oberleitungsomnibusse,
@e@ektrische Lokomotiven, Straßenbahnren o. dgl.
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Es ist bekannt, daß ein sicheres Schalmen besonders bequem mittels
Nocken herbeigeführt werden kann. Um die Gefahr einer Verschweißung der Kontakte
zu beseitigen, werden die Nockenfahrschalter meistens so ausgeführt, daß der Nocken
den Ausschaltvorgang einleitet, während zum Einschalten insbesondere Federn verwendet
werden. Dadurch ist zwar die Ausschaltsicherheit verbürgt. Der Nachteil dieser Anordnung
besteht jedoch darin, daß schon bei einer geringfügigen, an der Fahrkurbel unmerklichen
Berührung zwischen der Kontakthehelrolle und dem Nocken eine Öffnung des Kontaktes
eintritt. Dieser äußerlich unkontrollierbare und unmerkliche Vorgang findet häufig
statt und führt zu einem starken Kontaktverschleiß durch Abbrand.
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Es ist auch bekannt, bei derartigen Schaltern mit Ausschaltnocken
ein Spiel vorzusehen, das jedoch dazu dient, den Schaltvorgang vorzubereiten, indem
z. B. die Feder für die Momentschaltung gespannt wird. Hierbei hat die Wirkungsweise
des bekannten Momentschalters eine Verschiebung der Kontakte und somit einen starken
Kontaktverschleiß zur Folge. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauart besteht
darin, daß der Beginn des Ein- und des Ausschaltens, biezogen ,auf die Lage der
Betätigungsnockenwalze, nicht zusammenfallen, weil, um den Freilauf in der rückwärtigen
Bewegungsrichtung zu erzielen, der Nocken eine Überhöhung haben muß. Dies ist jedoch
.aus schaltungstechnischen Gründen unerwünscht, zumal man mittels einer und derselben
Nockenwalze mehrere
Schalter betätigen muß, von denen ein oder
mehrere Schialter z. B. den Einschaltvorgang und der bzw. die anderen Schalter bei
gleichem Drehsinn und in derselben Stellung der Nockenwalze den Ausschaltvorgang
herbeiführen müssen.
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Demgegenüber wird bei der Erfindung an Stelle des Ausschaltnockens
ein Einschaltnocken verwendet. Es ist zwar an sich bekannt, das Einschalten der
Fahrschalter mittels Einschaltnocken herbeizuführen. Hierbei werden aber zur Einleitung
des Ausschaltvorganges komplizierte und eine ständige Wartung erfordernde Druckluftantriehe
benutzt. Der Erfindungsgegenstand läßt demgegenüber sowohl beim Aus- als auch beim
' Einschalten ein Spiel an dem Betätigungsorgan, z. B. an der Fahrkurbel, ohne Einleitung
:eines Schaltvorganges entstehen.
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Es ist zwar bei Schaltern mit Einschaltnocken an sich bekannt, ein
Spiel an der: eine Schalteinrichtung steuernden Nockenwalze vorzusehen. Hierbei
handelt es sich jedoch um eine Schnellschaltvorrichtung, die nur für besonders gelagerte
Fälle erwünscht sein kann. Hierbei ist infolge der beabsichtigten Momentschaltung
bis zum Freiwerden der Verwendung findenden Klinke, also bis zum $eginn des Schaltvorganges,
eine starre Kupplung zwischen dem Schalthebel und der Klinke vorhanden. Derartige
Momentschalter bedeuten aber für die Bauart eine Komplikation und Verteuerung. Durch
die hierbei Verwendung findenden Klinken wird außerdem ein erhöhter Materialverschleiß
verursacht, da solche Klinken mit Reibung arbeiten.
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Demgegenüber werden bei der Erfindung, die bewußt auf die Anwendung
einer Momentschaltung mit hierzu erforderlicher Verklinkung verzichtet, die gestellten
Bedingungen erfüllt, wenn der Schaltvorgang :erst nach einer bestimmten, durch das
vorgesehene Spiel verursachten Bewegung der Nockenwalzeeintritt: Die Erfindung zeichnet
sich hierbei im wesentlichen dadurch aus, daß der das Ein- und Ausschalten einleitende
einarmige Nockenhebel und der Schalthebel gleichachsig ortsfest gelagert sind und
beim Ausschalten eine sowohl auf den Nockenhebel als auch auf den Schalthebel wirkende
und hierdurch die Kontakte zusammenpressende, sich vom Beginn des Ausschaltvorganges
aIlmäh dich entspannende Feder zunächst ein teilweises Abgleiten des Nockenhebels
vom Nocken bewirkt und nach Zurücklegung eines zwischen dem Nockenhebiel und dem
Schalthebel vorgesehenen Spiels durch Anschlagen der die Hebel miteinander verbindenden
Teile starr kuppelt, und daß erst darauf beide Hebel. durch eine schwächere, beim
Ausschalten sich ebenfalls entspannende Feder gemeinsam in die Ausschaltstellung
gebracht werden. litt Gegensatz zu den bekannten Momientschaltern wird bei der Erfindung
somit die starre Kupplung zwischen dem Nockenhebel und dem Schalthebel bei Beginn
des Schaltvorganges erst hergestellt. Durch die 1?rfndung wird in schaltungstechnischer
Hinsicht eine wesentliche Vereinfachung erzielt. die ein gleichzeitiges Betätigen
verschiedener Schalter im Sinne der Ein- und Ausschaltung ohne weiteres gestattet.
Die Schalthandlungen bzw. -vorgänge lassen sich hierbei leicht überblicken und überwachen,
so daß eine erhöhte Fahr- bzw. Steuersicherheit erzielt wird. So wird der Fahrer
z. B. vor dem eigentlichen Ausschaltmoment durch die an der Einleitung des Ausschaltvorganges
beteiligten '.Mittel selbst zwangsläufig verständigt, daß der Schaltvorgang bereits
eingeleitet ist und in Kürze durchgeführt wird. Irgendwelche Sperrasten, die den
Z@e-eck haben sollen, äußerlich fühlbare Zeichenfür die erfolgte Ausschaltung bzw.
Einschaltung der Stufen zu geben, fallen somit fort. Außerdem wird durch die erfindungsgemäßen
- Mittel erreicht, daß der Kontaktanpreßdruck bis zum Eintritt des Ausschaltmomentes
nahezu unverändert bleibt. Da sowohl. beim Einaus auch beim Ausschalten ein Spiel
an .dein Betätigungsorgan ohne Einleiten des Schaltvorganges entsteht, so tritt
während dieses Spiels keine Kontaktbewegung auf. so daß der Kontaktverschleiß wesentlich
herabgesetzt wird.
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Die Mittel, die das Spiel ohne Einleitung des Schaltvorganges entstehen
lassen, können hierbei vorteilhaft so gewählt «-erden, daß sie den Ausschaltvorgang
unterstützen und den Einschaltvorgang hemmen.
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Eine weitere Erfindung besteht hierbei darin, daß der Kontakthebel
mit einem Arm versehen ist, dem ein an der Nockeii«#alze vorgesehener, jedoch außerhalb
der Nockenbahn befindlicher' Vorsprung zugeordnet ist, der den Kontakthebel mit
Sicherheit in die Ausschaltstellung bringt.
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In der Zeichnung ist die Ernndung in einer beispielsweisen Ausführungsform
veranschaulicht. Es zeigen Fig. i eine Ansicht des Nokkenschalters in eingeschaltetem
Zustand und Fig. 2 die Lage der Kontakte Idas Spiel) vor dem Einschalten.
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Auf einer Nockenwalze i sind Nocken 2 vorgesehen, die mit den ihnen
zugeordneten, z. B. aus Isolierstoff bestehenden Hebeln 3, 4 zusammenwirken. Der
Hebel ist z. B. gabelförmig ausgeführt und bildet einen auf der Achse y lose angeordneten
Steuerhebel 3, der eine Rolle 6 trägt, die, wenn die Nockenwalze i in Uhrzeigerrichtung
sich dreht, an
der schiefen Ebene der Nocke abrollt und dabei das
Ausschalten bewirkt: Der auf derselben Achse 5 öder daneben auf. einer anderen Achse
befestigte Kontakthebel 4. trägt ein Kontaktstück 7, das mit- einem festen Gegenkontakt
8 zusammenwirkt. Unter Verwendung einer Blasspule 9 kann auf diese Weise z. B. ein
Leistungs- und Gruppenschalter für Elektromotoren gebildet werden.
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Der Steuerhebel 3 und der Kontakthebel ,1 sind miteinander gekuppelt.
Zu diesem Zwecke ist eine vorgespannte Schraubenfeder io zwischen den Hebeln3 und
q. vorgesehen, die unter Wahrung eines Zwischenraumes einen Bolzen i i umgibt. Der
Hebel 4. ist mit einem Arm 14 ausgerüstet, der doppelt gekröpft ist und einen Bolzen
15 aufnimmt. Der Bolzen 15 steht unter der Wirkung der Ausschaltfeder
16, die schwächer bemessen ist als die die Ausschaltung nur begünstigende und den
Kontaktdruck herbeiführende Feder i o. Der Endteil des Armes 14 legt sich gegen
einen Stift i 2, während der Steuerhebel 3 auf - dem Bolzen 15 .geführt wird
und bei gesch @lossenen Kontakten 7, 8 eine solche Stellung in bezug auf den als
Anschlag dienenden Kopf 18 des Bolzens 15 einnimmt, daß zwischen dem Endteil des
Steuerhebels 3 und dem Anschlag 18 ein Spielrahm i9 besteht, der beim Ausschalten
zunächst überbrückt werden muß.
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Beim Ausschalten bewegt sich die Nockenwalze i in Uhrzeigerrichtung,
wobei die Rolle 6 nach dem Verrassen der äußeren Nockenbahn an der schiefen Ebene
des Nokkens 2 geführt wird. Infolge des Spielzwischenraumes 19 wird die Bewegung
der Rodle 6 an der schiefen Ebene des Nockens 2 zunächst keinen Ausschaltvorgang
einleiten. Erst wenn die Fläche 2o des Steuerhebels 3 sich gegen den Anschlag 18
legt, wird eine starre Kupplung zwischen den Hebehi 3 und .4 hergestellt. Beim weiteren
Ablaufen der Rolle 6 an der schiefen Ebene wird durch die Feder 16 eine gemeinsame
Schwenkung der Hebel 3 und q. um die Achse 5 in Uhrzeigerrichtung verursacht, da
der Stift 12 sich gegen den Endteil des Armes 1q. legt. Die momentartige Ausschaltung
wird dadurch iurterstützt, daß die Feder i o sich entspannt, wenn die Rolle 6 sich
noch vor dem Eintritt des Ausschaltmomentes bereits .auf der schrägen Fläche des
Nockens 2 befand. Beim Ausschalten wird somit innerhalb des Spielraumes i9 durch
den Druck der unter der Wirkung der Feder io stehenden Rolle 6 auf die schiefe Ebene
des Nockens 2 bereits die Einleitung des Ausschaltvorganges dem Fahrer zwangsläufig
angezeigt.
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Um ein sicheres Ausschalten selbst in dem Falle zu erzielen, wenn
die Kontakte 7 und 8 sich verschweißt haben, ist an dem Teil 4-de.s Kontakthebels
ein Arm 24. vorgesehen, dessen schräg verlaufende Begrenzungsfläche mit einem Vorsprung
22 zusammenarbeitet. Der Vorsprung 22 ist auf der Nockenwalze i liegt jedoch außerhalb
der Nocken= bahn und ist in bezug auf den Nocken 2 so versetzt angeordnet, daß er
nach dem vollständigen Ablaufen der Rolle 6 vom Nokken 2 nur im Falle einer- Verschweißung
in Tätigkeit tritt und die Schwenkung des Kontakthebels und somit das Abheben des
Kontaktstückes 7 von dem Kontaktstück 8 erzwingt.
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Der in Fig.2 angegebene Kontaktabstand 29 ist vor dem Einschalten
vorhanden. Läuft beine Einschalten die Rolle 6 auf die schräge Fläche des Nackens
2, so muß zunächst die Spannung der Feder 16 überwunden werden. Das Auflaufen
der Rodle 6 auf die Peripherie der Nocke 2 wird dadurch zwar gehemmt, je-. doch
erfolgt eine momentartige Einschaltung, da die Rolle von der schrägen Fläche, des
Nockens aus in einer bestimmten Stellung des Hebels 3 bei L'bercvindung des Gegendruckes
bei den Federn t t und i o ruckartig nach außen schnappt. Da der bisher vom Fahrer
empfundene Widerstand hierbei plötzlich wegfällt, so wird der Einschaltvorgang für
den Fahrer erkennbar.