DE974745C - Nockenschaltgeraet - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. APRIL 1961

p 3456 VIIIb j 2IC B

ist als Erfinder genannt worden

Nockenschaltgerät

Die Erfindung betrifft Nockenschaltgeräte, bei denen stockwerkartig übereinander angeordnete Schalter durch Nocken einer parallel zur Längsrichtung des Befestigungsrahmens der übereinanderliegenden Schalter verlaufenden Nockenwelle gesteuert werden. Solche Nockenschaltgeräte werden vornehmlich für elektrische Bahnfahrzeuge als Fahr- und Bremsschalter verwendet. Die bekannten für diese Zwecke benutzten Nockenschaltgeräte sind in der Regel so ausgebildet, daß der Schalter jedes Stockwerkes lediglich eine einzige, aus Schaltkammer, Blasspule und Steuerhebel bestehende Baueinheit bildet. Bei einer Vielzahl von Schaltern besitzen diese Nockenschaltgeräte eine große Bauhöhe und haben daher einen großen Raumbedarf. Es sind auch einstöckige Nockenschaltgeräte bekanntgeworden, bei denen von einer Nockenwelle über ein gemeinsames Steuerglied eine Vielzahl von in einer Ebene angeordneten Schaltern gesteuert wird, die mit einer gemeinsamen Blaseinrichtung ausgerüstet sind. Bei diesen Nockenschaltgeräten können die Schalter nur in einer elektrisch und mechanisch festgelegten Folge ein- und ausgeschaltet werden. Ferner sind Nockenschaltgeräte bekannt, bei denen die Schalter auf zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Nockenwelle angeordneten Schienen versetzt befestigt sind; dabei befinden sich alle Schalter in verschiedenen Ebenen bzw. Stockwerken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Nockenschaltgerät so auszubilden, daß der Raumbedarf und das Gewicht weitgehend vermindert und zugleich eine einfache und starre Befestigung der

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Schalter im Verhältnis zur Nockenwelle und eine völlige Unabhängigkeit in der Steuerung der einzelnen Schalter erzielt werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Baueinheit aus mehreren unabhängig voneinander steuerbaren, in einer Ebene derart angeordneten Schaltern besteht, daß jede Baueinheit radial zur Nockenwelle abziehbar ist und daß die Betätigung der in einer Baueinheit liegenden Schalter durch innerhalb der Höhe einer ίο Baueinheit in versetzten Ebenen angeordnete Rollen od. dgl. der Steuerhebel erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Nockenschaltgerätes gemäß der Erfindung dargestellt. Die Fig. ι bis 5 geben die in einem Stockwerk des Nockenschaltgerätes befindliche Baueinheit mit zwei Schaltern in schematischer Darstellung wieder, wobei die einzelnen Figuren verschiedene Schaltungen im Innern des Schaltgerätes zeigen. Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine konstruktive Ausbildung des Schaltgerätes.

In der Figur 6 ist die Draufsicht des Schaltgerätes mit Offenlegung der Einzelteile wiedergegeben. Die Fig. 7 bis 9 stellen die Draufsicht der Baueinheit und zwei Teilschnitte davon dar.

Das als Ausführungsbeispiel gezeigte Nockenschaltgerät besteht aus einer Vielzahl von stockwerkartig übereinander angeordneten Baueinheiten mit je zwei Schaltern. In den Fig. 1 bis 5 ist der grundsätzliche Aufbau einer solchen Baueinheit zu erkennen. Jede Baueinheit enthält zwei selbständige, in einer Ebene angeordnete Schalter, die unabhängig voneinander von der Nockenwelle 1 gesteuert werden. Jeder Schalter hat einen ortsfesten Kontaktteil 2 bzw. 3 und einen beweglichen Kontaktteil 4 bzw. 5. Jedes Kontaktteilpaar steht für sich unter Wirkung einer Blasspule 6 bzw. 7. Die beweglichen Kontaktteile 4, 5 sind unter Zwischenschaltung von Isolierstücken 8 an Steuerhebeln 9 bzw. 10 befestigt. Diese Steuerhebel, die um die Achsen 11 drehbar sind, werden durch die Nocken 12 der Nockenwelle 1 gesteuert.

Eine Mittelwand 13 trennt die Schaltkammern, in denen die Kontaktpaare 2, 4 bzw. 3, 5 enthalten sind, voneinander. Zweckmäßig liegt in jeder Schaltkammer der ortsfeste Kontaktteil 2 bzw. 3 an der Mittelwand 13, während der bewegliche Kontaktteil 4 bzw. 5 und der zugehörige Steuerhebel 9 bzw. 10 in der Nähe der Randseite des Schalters angeordnet sind. Die Blasspulen 6, 7 befinden sich in dem Raum zwischen den Steuerhebeln 9,10. Die beiden aus Kontaktteilen, Blasspule und Steuerhebel bestehenden selb- -ständigen Schalter liegen in einer Ebene in der Baueinheit, während die Betätigungsorgane der Schalter, also die Rollen 25 der Steuerhebel, jeder Baueinheit innerhalb der Bauhöhe gegeneinander in der Höhe versetzt angeordnet sind.

Dadurch, daß jeder der beiden Schalter einer Baueinheit mit einem Steuerhebel 9 bzw. 10 und mit jeweils in der Höhe versetzten Rollen 25 oder dergleichen Betätigungsorganen versehen ist, die von den Nocken 12 der Nockenwelle 1 betätigt werden, ist eine völlige Unabhängigkeit in der Steuerung der einzelnen Schalter durch die Nockenwelle gewährleistet. Das Nockenschaltgerät kann somit in behebigen Schaltungen Verwendung finden. Insbesondere eignet es sich für verwickelte Schaltungen, in denen es besonders auf eine völlige Unabhängigkeit der Steuerung der einzelnen Schalter ankommt.

Zu dieser Freizügigkeit in der Steuerung der Schalter jeder Baueinheit kommt noch hinzu, daß im Innern jeder Baueinheit die elektrischen Teile in beliebiger Weise geschaltet werden können, je nachdem es die Schaltung verlangt, für die das Nockenschaltgerät bestimmt ist. Die Fig. 1 zeigt eine innere Schaltung der Baueinheit, die sehr oft bei Fahr- und Bremsschaltern von Straßenbahnen verwendet wird. Dabei sind die beiden Blasspulen 6,7 elektrisch parallel geschaltet. Die einen Enden der Blasspulen sind an die Leitungszuführung 14 angeschlossen, während die anderen Enden der Blasspulen mit je einem ortsfesten Kontaktteil 2, 3 in Verbindung stehen. In der Fig. 2 ist eine innere Schaltung der Baueinheit wiedergegeben, die im wesentlichen der Schaltung der Fig. 1 gleicht. Es sind lediglich noch die ortsfesten Kontaktteile 2, 3 miteinander verbunden. Die Fig. 3 zeigt eine innere Schaltung der Baueinheit, bei der die Blasspulen 6, 7 in Reihe geschaltet sind. Das eine Ende dieser Reihenschaltung ist an die Leitungszuführung 14 angeschlossen, während das andere Ende an den unter sich in Verbindung stehenden ortsfesten Kontaktteilen 2, 3 liegt. In der Fig. 4 ist eine innere Schaltung der Baueinheit wiedergegeben, bei der nicht nur die Blasspulen 6,7 in Reihe hintereinandergeschaltet sind, sondern auch die Kontaktpaare 2, 4 und 3, 5. Bei dieser Schaltung entsteht eine zweifache Stromunterbrechung innerhalb der Baueinheit. Während in den Schaltungen der Fig. 1 bis 4 die Blasspulen 6, 7 einer Baueinheit elektrisch miteinander in Verbindung stehen, sind sie bei der Schaltung der Fig. 5 elektrisch voneinander getrennt. Auf diese Weise erhält die Baueinheit eines Stockwerkes zwei elektrisch völlig unabhängige Schalter, die wie die Schalter der Fig. 1 bis 4 mechanisch völlig unabhängig voneinander gesteuert werden. Bei dieser Schaltung der Baueinheit ist somit die größte Freizügigkeit bei der Verwendung der Schalter in den Schaltungen gegeben, für die das Nockenschaltgerät bestimmt ist.

In welcher Weise die in je einem Stockwerk des Nockenschaltgerätes befindliche Baueinheit konstruktiv ausgebildet sein kann, zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 9. Auf einer gemeinsamen Platte 15 als Grundplatte ruhen sämtliche Einzelteile der Baueinheit. Dadurch erhält die Baueinheit die Form eines einheitlichen Ganzen, das beim Ein- und Ausbau aus dem Nockenschaltgerät zusammenbleibt. Etwa in der Mitte der Grundplatte befindet sich ein Isolierstoffherz 16, an dem die ortsfesten Kontaktteile 2 und 3 befestigt sind. Von dem Isolierstoffherz 16 geht die Mittelwand 13 aus, durch die zwei Schaltkammern 17, 18 für die beiden Kontaktpaare entstehen. Die Schaltkammern 17,18 sind keramisch ausgekleidet. Die Mittelwand 13 ist zweckmäßig mit Metallstreifen iao 19, 20 belegt, die mit den ortsfesten Kontaktteilen 2, 3 in Verbindung stehen und als Lichtbogenhörner dienen. Neben dem Isolierstoffherz 16 befinden sich die beiden Blasspulen 6,7. An dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 9 ist die in Fig. 1 dargestellte 1*5 innere Schaltung der Baueinheit verwirklicht. Je ein

Ende der Blasspulen steht in Verbindung mit dem ortsfesten Kontaktteil 2 bzw. 3. Die anderen Enden der beiden Blasspulen sind miteinander verbunden und an die Leitungsschiene 21 angeschlossen. Mit 32 und 33 sind die an den Blasspulen sitzenden Blasbleche bezeichnet.

Wie die Fig. 6 zeigt, hat die Baueinheit einen symmetrischen Aufbau. Für die Schalter einer Baueinheit sind weitgehend gleiche Einzelteile verwendet.

So sind die Steuerhebel, Kontaktteile, Blasspulen mit Blasblechen und die Schaltkammern für beide Schalter gleich ausgebildet.

An der Baueinheit liegen die Leitungszuführungen zweckmäßig an den Randseiten. 14 ist die Leitungszuführung zu den beiden Blasspulen 6, 7. Sie befindet sich entfernt von den Schaltkammern. 22 und 23 sind die Leitungszuführungen zu den beweglichen Kontaktteilen 4, 5, die unter Zwischenschaltung der Isolierstücke 8 an den Steuerhebeln 9, 10 sitzen. Diese Leitungszuführungen bilden zugleich Lichtbogenhörner in den Schaltkammern 17, 18.

An Rohrnieten 24, die an der Grundplatte 15 sitzen, sind die Steuerhebel 9, 10 der Schalter der Baueinheit gelagert. Die Steuerhebel tragen Rollen 25, mit denen sie von den Nocken 12 der Nockenwelle 1 gesteuert werden.

Infolge der Isolierung der beweglichen Kontakt-

, teile 4, 5 gegenüber den Steuerhebeln 9, 10 ist es möglich, die Nocken 12 unisoliert auf der Nockenwelle ι zu befestigen. Auf diese Weise wird die Ausbildung der Nockenwelle innerhalb des Nockenschaltgerätes wesentlich vereinfacht. Zum Betätigen der Steuerhebel jeder Baueinheit gehören zwei Nocken. Diese Nocken befinden sich nicht in gleicher Ebene, sondern sind innerhalb der Bauhöhe der Baueinheit stockwerkartig angeordnet, um die Steuerhebel unabhängig voneinander betätigen zu können. Aus diesem Grunde liegen die Rollen 25 der Steuerhebel 9, 10, wie die Fig. 7 zeigt, innerhalb der Baueinheit in verschiedenen Höhen über der Grundplatte 15.

Die Steuerhebel 9, 10 selbst stehen unter Wirkung von Druckfedern 26, die die Steuerhebel in die Schließstellung der Kontakte zu führen suchen. Vorteilhaft sind die Druckfedern derart angeordnet, daß mit größer werdendem Öffnungsweg der beweglichen Kontaktteile die Rückstellkraft der Steuerhebel abnimmt. Zu diesem Zweck sind die Druckfedern 26 in länglichen Federtöpfen 27 untergebracht, die mit Hilfe einer Schneidenlagerung 28 an den Steuerhebeln aufgehängt sind. Die Druckfedern selbst stützen sich an Widerlagern 29 ab, die an Böckchen 30 der Grundplatte sitzen. Durch diese Anordnung der Druckfedern wird erreicht, daß der Arbeitsaufwand für die Bedienung des Nockenschaltgerätes verringert ist. Trotzdem ist die durch das Zusammenwirken der Steuerhebel mit den Nocken gegebene Selbstrastung im Vergleich zu den bekannten Nockenschaltgeräten nicht verschlechtert, da die Rückstellkraft der Druckfedern beim Einrasten der Rollen der Steuerhebel in die Lücken zwischen den Nocken nach wie vor groß ist. Während sich auf der einen Breitseite der Baueinheit die Grundplatte 15 befindet, ist die Baueinheit auf der anderen Breitseite nur teilweise durch eine in der Nähe der Lagerstellen der Steuerhebel 9, 10 befindliche Platte 31 abgedeckt. Diese Platte reicht aus, um der Baueinheit zusammen mit der Grundplatte 15 eine große mechanische Festigkeit zu geben. Dadurch, daß die über den Lagerstellen der Steuerhebel befindliche Platte 31 klein gehalten ist, ist die Möglichkeit gegeben, sie in der gleichen Höhe über der Grundplatte anzuordnen wie die Blasbleche 32, 33 der beiden Blasspulen 6, 7. Auf diese Weise wird die Bauhöhe des Schaltgerätes oberhalb der Grundplatte verkleinert.

Die Befestigung jeder Baueinheit in dem Nockenschaltgerät erfolgt vorteilhaft an drei Stellen, und zwar durch Halterung an zwei Leistenpaaren 34, 35 und einer Säule 36. Während die Baueinheit an dem Leistenpaar 35 nur durch Einhängen in Einkerbungen 37 gehalten wird, ist sie vorteilhaft an dem anderen Leistenpaar 34 und der Säule 36 durch Schraubverbindungen 38 bzw. 39 befestigt. Diese Befestigungsart gestattet eine seitliche Verschiebung der Baueinheit bei der Einstellung des ordnungsgemäßen Zusammenwirkens der Nocken mit den Schaltern und damit der ordnungsgemäßen Kontaktöffnung.

In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung enthält jede Baueinheit zwei selbständige, voneinander unabhängig steuerbare Schalter. Statt dessen kann die Baueinheit auch drei oder mehr solche Schalter enthalten.

Infolge der Unterbringung von zwei oder mehr Schaltern in einer Baueinheit jedes Stockwerkes wird die Bauhöhe des Nockenschaltgerätes im Vergleich zu den bekannten Nockenschaltgeräten mit je einem Schalter in jedem Stockwerk wesentlich verkürzt. Diese Verkürzung der Bauhöhe hat auch eine große Verminderung des Materialaufwandes und des Gewichtes zur Folge, wodurch die Herstellungskosten des Nockenschaltgerätes weitgehend herabgesetzt werden. Das Nockenschaltgerät mit den Baueinheiten gemäß der Erfindung läßt sich infolge seines verringerten Raumbedarfes günstig an dem Aufstellungsort unterbringen. Vor allem ist es vorteilhaft zu verwenden als Fahr- und Bremsschalter für Straßenbahnen, da es auf der Plattform des Wagens bei weitem nicht soviel Platz beansprucht wie die bekannten Fahr- und Bremsschalter. Insbesondere wirkt sich dies aus, wenn die Straßenbahnen mit Viermotorenschaltung oder Zwillingswagenschaltung versehen sind. Bisher war man bei diesen verwickelten Schaltungen gezwungen, als Fahr- und Bremsschalter Nockenschaltgeräte zu verwenden, die jeweils aus zwei Reihen von Schaltern bestehen, die von einer gemeinsamen Nockenwelle gesteuert werden. Bei solchen doppelten Nockenschaltgeräten ist die Zugänglichkeit, Beaufsichtigung und Wartung erschwert, so daß eine klare Gesamtübersicht über die mechanischen und elektrischen Vorgänge verlorengeht. Auch müssen die einzelnen Schalter mechanisch sehr stark bemessen und befestigt sein, um die harten Stöße durch die Nockenwelle bei der Betätigung der Schalter aushalten zu können.

Diese Nachteile der doppelten Nockenschaltgeräte sind durch das Nockenschaltgerät gemäß der Erfindung

beseitigt worden, bei dem in jedem Stockwerk eine aus zwei oder mehr Schaltern bestehende Baueinheit vorgesehen ist, die infolge ihres Aufbaues und der vorgesehenen Befestigung im Gerätrahmen schon bei geringer bemessenen Materialstärken eine genügende Festigkeit und Starrheit der Schalter in bezug auf die Nockenwelle gewährleistet.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Nockenschaltgerät mit einer Mehrzahl von in parallelen Ebenen hintereinander auf einem durchgehenden Befestigungsrahmen aufgereihten Nokkenschaltern, die jeweils aus einer Schaltkammer, einer Blasspule und einem Steuerhebel bestehen, als einzeln lösbare Baueinheiten ausgebildet sind und durch eine parallel zur Längsrichtung des Befestigungsrahmens verlaufende Nockenwelle gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baueinheit aus mehreren unabhängig voneinander steuerbaren, in einer Ebene derart angeordneten Schaltern besteht, daß jede Baueinheit radial zur Nockenwelle abziehbar ist und daß die Betätigung der in einer Baueinheit liegenden Schalter durch innerhalb der Höhe einer Baueinheit in versetzten Ebenen angeordnete Rollen od. dgl. der Steuerhebel erfolgt.

2. Schaltgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasspulen der einzelnen, in einer Ebene liegenden Schalter einer Baueinheit elektrisch voneinander getrennt oder in Parallel- bzw. Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 mit zwei Schaltern je Baueinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Kontaktteile (2, 3) der beiden Schalter an einer die Schaltkammern (17, 18) voneinander trennenden Mittelwand (13) liegen, während die beweglichen Kontaktteile (4, 5) mit ihren Steuerhebeln (9, 10) in der Nähe der Randseiten der Baueinheit hegen.

4. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasspulen (6, 7) in dem Raum zwischen den Steuerhebeln (9, 10) angeordnet sind.

5. Schaltgerät nach Anspruch 1 mit zwei Schaltern je Baueinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszuführungen (22, 23) zu den beweglichen Kontaktteilen (4, 5) unmittelbar, die Leitungszuführung (14) zu den ortsfesten Kontaktteilen (2, 3) über die Blasspulen (6, 7) von den zu beiden Seiten der Schaltkammern (17,18) liegenden Randseiten der Baueinheit erfolgen.

6. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerhebeln (9, 10) die beweglichen Kontaktteile (4, 5) isoliert angeordnet sind.

7. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schaltkammern (17, 18) trennende Mittelwand (13) mit als Lichtbogenhörner dienenden Metallbelägen (19, 20) ausgekleidet ist.

8. Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungszuführungen (22, 23) zu den beweglichen Kontaktteilen (4,5) Lichtbogenhörner in den Schaltkammern (17, 18) bilden.

9. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druckfedern (26), die in länglichen, mit Hilfe einer Schneidenlagerung (28) an den Steuerhebern aufgehängten Federtöpfen untergebracht sind, derart auf die Steuerhebel (9, 10) einwirken, daß mit größer werdendem Öffnungsweg der beweglichen Kontaktteile (4, 5) die Rückstellkraft der Steuerhebel abnimmt.

10. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit eine gemeinsame Platte (15) zum Tragen der Einzelteile hat, während sie auf der gegenüberhegenden Breitseite nur teilweise durch eine in der Nähe der Lagerstellen der Steuerhebel (9,10) befindliche Platte (31) abgedeckt ist.

11. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit an drei Stellen im Befestigungsrahmen gehaltert ist, von denen zwei Stellen (34,36) nut Schraubverbindungen (38, 39) versehen und die dritte Stelle (35) als Einhängstelle ausgebildet sein können.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 490 171 ; schweizerische Patentschrift Nr. 247 846; französische Patentschrift Nr. 773 452; USA.-Patentschriften Nr. 2 243 566, 2 355 457; Zeitschrift »Elektrische Bahnen«, 1939, Heft 10, S. 229 bis 233; 1935, Heft 7, S. 204.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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