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Motorantrieb für elektrische Blockfelder.
Die Wechselstromblocldelder haben als Antrieb bekanntlich einen polarisierten Anker, der zwischen den Polen eines Elektromagneten schwingt und unmittelbar die Hemmung für den Bloekrechen betätigt.
Da nur verhältnismässig geringe Ströme aus dem von Hand betätigten Induktor zur Bewegung der Anker zur Verfügung stehen, müssen die Blockfelder sehr sorgfältig gearbeitet sein und bedürfen einer dauernden Überwachung, damit keine Störungen eintreten. Trotzdem lassen sieh diese nicht vermeiden und die vielfachen Vorschläge zur Verbesserung des Antriebes, zur Vermeidung des Klebens der Anker, der
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vorliegt, zur Beseitigung dieser Störungen und Einwirkungen. Da die gemachten Verbesserungsvorsehläge aber die an sich nicht einfache Einrichtung der Blocldelder nur noch verwickelter gestalten, waren sie praktisch wertlos und sind deshalb nicht allgemein zur Anwendung gekommen.
Man ging daher dazu über, den Blockantrieb grundsätzlich zu ändern und hat dies durch Anwendung eines Motors an Stelle des Elektromagneten zu erreichen versucht, da der Motor nicht nur mechanisch unempfindlicher ist, sondern auch gegen elektrische Einwirkungen nicht gewünschter Art leichter geschützt werden kann.
Als am zweckmässigsten hat sich erwiesen, Blockfelder der üblichen Bauart zu verwenden und an Stelle des Elektromagneten einen Motor anzuordnen, dessen Anker erfindungsgemäss während des ganzen Bloekvorganges in demselben Umdrehungssinne umläuft und durch geeignete Übertragungsglieder diese Umlaufsbewegung in die Pendelbewegung der Blockfeldhemmung umzusetzen.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines derartigen Bloekantriebes von hinten gesehen und Fig. 2 die Seitenansicht. Der in dem Gestell g gelagerte Trommelanker a läuft zwischen den Polen eines permanenten Stahlmagneten m. Der Strom wird dem Kollektor 7c durch die Schleifbürsten b zugeführt, die mit den Anschlussklemmen d in Verbindung stehen. Auf der Motorachse ist ein Kurbelbolzen e befestigt, der in eine Gabel ! eingreift. Diese ist durch die Feder f an einem Mitnehmer c befestigt, der auf der Welle w sitzt. Die Welle w trägt auf ihrem andern Ende die Hemmung h, die in üblicher Weise in den Blockrechen r eingreift. Die federnde Verbindung zwischen Gabel ! und Mitnehmer g ermöglicht die Handauslösung des Blockfeldes nach Abschrauben des Blockfensters.
Durch ein Blech t sind Anker und Kollektor gegen zufällige Berührungen geschützt. Die Gesamtanordnung des Bloekantriebes in der vorbesehriebenen Form bietet den wesentlichen Vorteil, dass jedes Wechselstromblookfeld ohne Schwierigkeiten mit dem Gleiohstromantrieb ausgerüstet werden kann. Nach Abschrauben des Wechsel- strommagneten-wird der hakenförmige polarisierte Anker durch die Welle w ersetzt und das Gestell g mit dem Gleichstromantrieb durch die Schrauben s an der Bloekrückwand befestigt. Nach Anschluss der Blockleitungen an die Klemmen d und Umlegen des Stromanschlusses am Induktor von der Wechselstromklemme zur Gleichstromklemme ist der Block wieder betriebsfähig. Die vorhandenen Induktoren können ohne weiteres beibehalten werden.
Eine gewisse Unvollkommenheit dieses Antriebes liegt noch darin, dass der Motoranker nach Abschalten des Blockstromes nicht sofort stehen bleibt. Es könnte daher, besonders wenn der Induktor
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glied eingeschaltet, durch das nach erfolgter Blockung eine Sperrung des Ankers eintritt. Dieses Zwischenglied kann elektrisch oder mechanisch betätigt werden.
So kann z. B. nach Fig. 3 in dem Bloekstromkreis ein kleines Relais eingeschaltet werden, das den Motoranker a durch den Kontakt 2 kurzschliesst, so lange kein Bloekstrom in der Leitung 3 fliesst.
Der beim Blocken fliessende Strom geht zunächst über das Relais 1, das den Kontakt 2 öffnet, so dass der Blockstrom über den Anker a fliessen muss. Wird nach dem Blocken die Bloektaste losgelassen und dadurch der Stromkreis bei 4 unterbrochen, so schliesst sich der Kontakt 2 und der Anker liegt in einem Kurzschluss, wodurch eine Bremsung bewirkt wird. An Stelle dieser Kurzschlussbremsung kann unmittelbar der Anker gebremst werden, indem in den Blockstromkreis die Wicklung einer kleinen Bremse eingeschaltet wird.
Diese elektrisch betätigten Zwischenglieder nehmen natürlich einen Teil des vom Induktor erzeugten Stromes auf, so dass sie nur anwendbar sind, wenn der Motor mit dem übrigbleibenden Anteil sicher betätigt werden kann. Im andern Fall wird man zu rein mechanisch wirkenden Mitteln greifen. So kann man z. B. die Anzahl der Umdrehungen des Motors begrenzen. Wenn das Zahnsegment 20 Zähne hat, genügen
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Lässt man daher den Motoranker nach 20 Umdrehungen anschlagen, was mit Hilfe einer Zahnrad-oder Gewindeübersetzung keine Schwierigkeiten bietet, so bleibt der Anker, nachdem er das Blocken bewirkt hat, stehen.
Diesen Anschlag kann man statt von der Umdrehungszahl des Motors auch von der Stellung des Rechens abhängig machen : Ist der Rechen in seine unterste Stellung gelangt, so sperrt er die Weiterbewegung des Ankers in der Bloekrichtung, hat der Rechen die oberste Lage erreicht, so wird verhindert, dass sich der Anker in der Entbloekungsrichtung weiter dreht.
Eine derartige Einrichtung in einfachster Form zeigt Fig. 4. Auf dem Rechen r sitzen zwei Anschläge ? i und T2. In der gezeichneten oberen Lage des Rechens stösst der Exzenterbolzen e gegen den Anschlag rl, so dass-sieh der Motoranker in der Pfeilrichtung nicht weiter drehen kann. Der Motor muss, um das Blocken zu ermöglichen, in anderer Richtung laufen. Hat der Rechen die untere Lage erreicht, so stösst der Exzenterbolzen gegen den Anschlag T2 und der Motor kann nur durch den in anderer Richtung fliessenden Strom für die Entblockung bewegt werden. An Stelle der unmittelbar auf dem Rechen sitzenden Anschläge können von diesem auch bewegliche Anschläge gesteuert werden.
Derartige Anschläge zur Verhinderung des Weiterdrehens des Ankers nach Erledigung des betreffenden Blockvorganges haben aber noch einige weitere Vorteile. Bei Verwendung eines Gleichstrommotors mit permanenten Magneten ist die Drehrichtung des Motors abhängig von der Stromrichtung. Es muss also ein geblocktes Feld in ganz bestimmter Richtung von dem Strom zwecks Entblockung durchflossen werden, damit sich der Anker von dem festen Anschlag wegbewegen kann. Es sind daher durch diesen Anschlag die Hälfte der Auslösemöglichkeiten durch Gleichstrom ausgeschaltet. Ausserdem hat der durch den Anschlag festgehaltene Anker einen geringeren Widerstand als ein umlaufender Anker.
Wenn nun ein Feld infolge irgendwelcher Hemmungen etwas schwergängig ist, und das leichter gehende Feld seinen Blockvorgang erledigt hat, und dessen Anker gegen den Anschlag gekommen ist, so erhält das schwergängige Feld mehr Strom als vorher und kann die Hemmungen dann besser überwinden.
Trotzdem ein derartiger Antrieb nur auf eine bestimmte Stromart anspricht, lässt es sich nicht vermeiden, dass in die Blockleitungen Fremdströme gelangen, die geeignet sind, den Antrieb in Tätigkeit zu setzen. Dies zu verhindern, hat man Drosselspule, Transformatoren und Kondensatoren in die Leitungen eingebaut, aber dadurch immer nur die Wirkung eines bestimmten oder bekannten Fremdstromes vermeiden können. Ein zufällig auftretender, anders gearteter Fremdstrom kann, wenn seine Wirkung der des Blockbetrieb3stromes ähnlich ist, durch derartige Einrichtungen nicht unschädlich gemacht werden.
Man kann diesen Mangel dadurch beseitigen, dass man das Blockfeld so einrichtet, dass es nur von einem ganz bestimmt gearteten Strom ausgelöst werden kann, beispielsweise von intermittierendem oder pulsierendem Strom, dessen Impulszahl oder Periodenzahl einen bestimmten Mindestwert übersteigt.
Zu diesem Zweck wird in die Betriebsleitung ein Stromventil eingeschaltet, das so abgestimmt ist, dass nur der Betriebsstrom ungehindert zum Antrieb gelangen kann, dem Antrieb schädliche Ströme dagegen ferngehalten werden.
Ein derartiges Stromventil besteht aus zwei zungenartigen, schwingenden Gebilden, von denen das eine unter der Einwirkung des den Antrieb durchfliessenden Stromes, das andere unter dem Einfluss einer vom Magneten unabhängigen Kraft steht. Zweckmässig wird diese Kraft, die die zweite Zunge gegen die erste drückt, durch ein Gewicht gebildet. Bei langsam verlaufenden Bewegungen der Zungen kann die eine den Bewegungen der andern ohne weiteres folgen, ro dass die beiden Zungen dauernd aufeinander liegen. Von einer bestimmten Bewegungszahl an wird der vom Strom nicht beeinflusste Gegenkontakt infolge der Massenwirkung des mit ihm verbundenen Gewichtes in der Bewegung zurückbleiben und so in bestimmten Interwallen die Verbindung zwischen beiden Zungen unterbrechen, so dass der Strom über den Motoranker fliessen kann.
Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. a ist der Gleichstromanker, dessen Bürsten mit den beiden Zungen des schematisch dargestellten Stromventiles 5 verbunden sind. Sobald in die Leitung 3 ein Fremdstrom, z. B. ein Gleichstrom eindringt, fliesst der ganze Strom über den Kontakt 6, der für den Antrieb a einen Kurzschluss bedeutet. Der Magnet 5 wird zwar erregt, aber mit der unteren angezogenen Feder sinkt auch das Gewicht, das auf ihr ruht, so dass die Berührung zwischen beiden bestehen bleibt, und der Fremdstrom die Kontaktstelle ungehindert durchfliessen kann, der Antrieb a wird also stromlos bleiben.
Das gleiche wird bei langsam verlaufenden Wechselströmen eintreten, erst bei einer höheren Impulszahl als beispielsweise zehn Perioden hört die dauernde Berührung zwischen den Federn auf, und der Antrieb erhält Stromstösse, die bei wachsender Periodenzahl immer grösser werden, bis der Motor die gewünschte Drehzahl erreicht hat.
Das Ventil kann statt auf eine gewisse Periodenzahl ebensogut auch auf eine gewisse Spannung oder Stromstärke eingestellt werden.
Trotz eines derartigen Ventiles ist es denkbar, dass in die Blockleitung eintretende Ströme, die dem eigentlichen Blockstrom ähnlich sind und keinen Umlauf des Motors hervorbringen, doch eine Teildrehung des Motors bewirken und infolge von Wiederholungen das Blockfeld zum Auslösen bringen.
Dies kann dadurch beseitigt werden, dass zwischen den Motor und die Übertragl1ngsteile ein Zwischenglied
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In Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform eines Antriebes mit einem derartigen Zwischenglied wiedergegeben. Zur Betätigung des Blockes ist es bekanntlich notwendig, die in die Zähne des Blockrechens r eingreifende Hemmung h, die sich um die Achse w bewegt, in pendelnde Bewegung zu setzen. Es geschieht dies, wenn der am Ende gabelförmig ausgebildete Hebel in einen exzentrisch auf der Motorachse sitzenden Bolzen greift, da dann bei der Drehung des Motors die hin-und hergehende Bewegung der Hemmung erreicht wird. Im Gegensatz hiezu sitzt in dem vorliegenden Beispiel der Mitnehmerbolzen e nicht exzentrisch zur Motorachse, sondern zentrisch zu ihr auf einem Zwischenhebel 7.
Dieser Hebel 7 ist drehbar auf der Scheibe 8 gelagert, die auf der Motorachse 9 befestigt ist, und wird in der Ruhelage des Motors durch die Feder 10 gegen den Anschlag 11 gezogen. Wird der Motoranker daher ganz langsam oder nur teilweise in Drehung versetzt, so kann diese Ankerbewegung nicht auf die Blockhemmung h übertragen werden. Erst bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Ankers überwindet die Zentrifugalkraft des Hebels 7, die durch das an ihm sitzende Gewicht 12 verstärkt wird, die Feder 10, der Hebel 7 dreht sich um den Zapfen 13, und der Mitnehmerbolzen e nimmt eine zur Motorachse exzentrische Lage ein, wodurch die Betätigung des Blockfeldes möglich wird.
Es ist natürlich nicht nötig, dass diese Einrichtung in dieser einfachsten Form unmittelbar auf der Motorachse sitzt, sie kann ebensogut an weiteren Vorgelegen oder sonstigen Übertragungsteilen in entsprechender Weise angeordnet werden.
Durch die Anordnung eines Ringes 14 am Motorlager wird eine Stetigkeit in der Umdrehungszahl des Motors erreicht, da das Gewicht 12, wenn die Umdrehungszahl des Motors eine gewisse Grenze übersteigt, gegen den Ring drückt und als Reibungsbremse dient, deren Wirkung in dem Masse gesteigert wird, wie die Umdrehungszahl zunimmt. Man kann diese Einrichtung auch zu einer Sicherheitsvorrichtung gestalten, wenn man den Ring an einer Stelle ausscheidet und dadurch erreicht, dass bei zu hoher Umdrehungszahl eine Sperrung des Ankers eintritt, was bei gewissen Verhältnissen vorteilhaft sein kann,
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Motorantrieb für elektrische Blockfelder, gekennzeichnet durch einen während des ganzen Blockvorganges umlaufenden Motoranker (a) in Verbindung mit einem die Umlaufbewegung in eine Pendelbewegung der Hemmung umsetzenden Getriebe.