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Dichte Weiche für Rohrpostanlagen Die Erfindung betrifft eine dichte
Weiche für Rohrpostanlagen, wobei die Weiche aus einem verschwenkbaren Rohrstück
besteht, das einerseits mit einem Gelenk an einen Fahrrohrstrang angeschlossen ist
und andererseits mit seinem verschwenkbaren, mit einer Dichtung versehenen Ende
wahlweise mit den Enden zweier Fahrrohre in Fluchtlinie gebracht werden kann. Solche
Weichen sind an sich bekannt, ihre Betätigung ist jedoch noch nicht befriedigend
gelöst.
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Die magnetische Betätigung, die heute überwiegend in Gebrauch ist,
hat eine Reihe erheblicher Nachteile. Wegen der Notwendigkeit, das freie Ende des
Weichenrohrs mindestens um seinen vollen Durchmesser zu verschwenken, und wegen
der über die Distanz sehr schnell abnehmenden Stärke eines magnetischen Kraftfeldes
sind selbst bei kleinen Rohrdurchmessern erhebliche magnetische Kräfte erforderlich,
während Weichenrohre mit größeren Durchmessern auf diese Weise wirtschaftlich überhaupt
nicht betätigt werden können.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Schwenkkräfte mit der
Annäherung an die Endstellung ständig zunehmen, so daß erhebliche Schläge auftreten,
die nicht nur das Weichenrohr, sondern die Gesamtanlage beanspruchen und lästige
Geräusche erzeugen.
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Weiterhin ergibt sich durch das Schleifen der Dichtungsflächen gegeneinander
nicht nur ein erheblicher Kraftbedarf, sondern auch ein starker Verschleiß, der
häufige Wartungsarbeiten erforderlich macht und die Betriebssicherheit der Anlage
beeinträchtigt.
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In jüngster Zeit ist auch ein Vorschlag bekanntgeworden, auf Grund
dessen durch die Anordnung zusätzlicher Magnete eine geringe axiale Bewegung des
Weichenrohrs ermöglicht wird. Damit kann zwar der Verschleiß an den Dichtungsflächen
verringert werden, jedoch wird der Kraftbedarf der gesamten Anlage hierdurch erhöht,
da die Abhebemagnete in bestimmten Stellungen bzw. Phasen der Schwenkbewegung der
Wirkung der Schwenkmagnete entgegenwirken. Bei dieser Anordnung muß mindestens auch
ein Teil der Magnete umpolbar sein, wodurch sich der Energiebedarf für die Magnetisierung
weiterhin beträchtlich erhöht, da bei jeder Umpolung vor dem Aufbau des gewünschten
Magnetfeldes erst das bestehende remanente Magnetfeld vernichtet werden muß.
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Mechanische Antriebe haben sich deswegen nicht durchsetzen können,
weil sie meist zu aufwendig und zu unzweckmäßig konstruiert waren.
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Hier greift nun der Grundgedanke der Erfindung ein, dem die Aufgabe
zugrunde liegt, eine besonders einfache und geräuscharme dichte Rohrweiche mit mechanischem
Antrieb zu schaffen. Zu diesem Zweck besteht der Haupterfindungsgedanke in der Verwendung
eines das Weichenrohr mitnehmenden Schaltstücks, das um eine feste Achse auf einem
mit seinem Scheitel gegen das Gelenk gerichteten Kreisbogen verschwenkbar ist, wobei
der Radius dieses Kreisbogens wesentlich kleiner ist als der Schwenkradius eines
mit dem Schaltstück im Eingriff stehenden Angriffsorgans am Weichenrohr, weiterhin
in einer axial nachgiebigen Ausbildung des Gelenks sowie in der Verwendung etwa
axial wirkender federnder Mittel, die das Weichenrohr in Richtung der Abgänge zu
drücken bestrebt sind.
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Auf diese Weise ergibt sich zwangläufig schon im Angriffspunkt am
Weichenrohr der gewünschte Bewegungsablauf, nämlich zuerst eine Axialbewegung in
Richtung des Abhebens, dann mit zunehmender Geschwindigkeit eine Verschiebebewegung,
die gegen Ende von selbst wieder verzögert wird, und zum Schluß eine nahezu reine
Axialbewegung zum Andrücken des Weichenrohrs mit seiner Dichtung gegen das Abgangsrohr.
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Man kann sich dies kurz auf folgende Weise klarmachen: Jede halbkreisförmige
Bewegung verläuft an ihrem Ende in umgekehrter Richtung als am Anfang, während in
der Mitte eine Querbewegung stattfindet. Überlagert sich dieser Bewegung nun noch
eine entgegengesetzt bogenförmige Bewegung, so ergibt sich eine resultierende Bewegungskurve,
die mehr einem Korbbogen ähnelt und damit der gewünschten Bewegungskurve noch näherkommt.
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Tatsächlich sind also grundsätzlich keinerlei Kurvenführungen und
Bewegungsumlenkungen erforderlich. Man könnte in einfachster Weise gemäß dem Grundgedanken
der Erfindung den Schwenk-
antrieb für das Weichenrohr derart ausbilden,
daß ein motorgetriebener Schwenkhebel unmittelbar- am Schwenkstück angelenkt wird.
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Aus praktischen Gründen ist jedoch in vielen Fällen die Zwischenschaltung
eines Freilaufs zwischen dem Schaltstück und dessen Antriebsorgan zweckmäßig. Selbst
wenn man nämlich davon ausgeht, daß die Abschaltung des Antriebsmotors mit großer
Exaktheit erfolgen kann, so wechseln doch häufig die für die Größe des Motornachlaufs
maßgebenden Faktoren, wie Konsistenz des Getriebefettes oder andere Reibungswiderstände.
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Andererseits genügt auch in der Praxis meist eine sehr viel kleinere
Winkelbewegung als 1800, da es einmal nicht auf völlige Exaktheit der Axialbewegung
des Schwenkrohrs ankommt und andererseits auch allzu große Axialbèwegungen im Gelenk
dessen Konstruktion erschweren würden.
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Dementsprechend ergibt sich eine besonders vorteilhafte Konstruktion
dadurch, daß das Schaltstück mit zwei etwa unter einem rechten Winkel zueinander
angeordneten Schlitzen ausgestattet ist, in deren einen ein von einem Motor angetriebener
Schwenkhebel mit einem Mitnehmernocken, beispielsweise einer Rolle, eingreifen kann
und in deren anderen Schlitz ein am Weichenrohr befestigter, als Angriffsorgan dienender
-Nocken eingreift, wobei es aus Gründen, die später erläutert werden, besonders
zweckmäßig ist, wenn der Schlitz des Schaltstücks und eventuell auch der Schlitz
für den Mitnehmerstift offen ausgeführt sind.
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In jedem Fall ist es empfehlenswert, wenn am Weichenrohr eine Führungs-
bzw. Verriegelungsrolie und an den Fahrrohrabgängen je ein Führungs- bzw.
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Verriegelungsschlitz vorgesehen sind. Dabei ist es auch möglich, daß
Endschalter vorgesehen sind, die von einem Stift am Schwenkrohr betätigt werden
und hierbei den Motor abzuschalten und/oder dessen Ankerwicklung kurzzuschließen
gestatten.
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Eine besonders zweckmäßige Gelenkausbildung, die im Zusammenhang
mit dem Haupterfindungsgedanken das Schwenkrohr dem durch die Eigenart des Antriebs
bedingten Bewegungsablauf leicht folgen läßt und alle sonst häufig vorhandenen Hemmungen
auszuschalten erlaubt, ergibt sich schließlich noch dadurch, daß zur Bildung des
axial nachgiebigen Gelenks am festen Fahrrohrstrang zwei einander gegenüberstehende
Laschen vorgesehen sind, die entsprechend dem Rohrumfang gebogen sind, und daß das
Schwenkrohr entsprechende Ausnehmungen solcher Form und Tiefe aufweist, daß das
Schwenkrohr gegenüber dem festen Rohrstrang sowohl eine begrenzte Axialverschiebung
als auch eine Verschwenkung ausführen kann, und weiterhin, daß am festen Rohrstrang
an einander gegenüberliegenden Stellen und um 45, 60 und 900 gegenüber den Laschen
versetzt laschenförmige Blattfedern vorgesehen sind, die in passende Ausnehmungen
des Schwenkrohrs eingreifen, je nachdem, ob zwei, vier oder sechs Federlaschen außer
den Führungslaschen bei verschiedenen Rohrdurchmessern Verwendung finden.
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Der Gegenstand der Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert, in der F i g. 1 bis 3 gleichartige
Seitenansichten der beispielsweisen Anordnung in verschiedenen Bewegung phasen zeigen;
Fig.
4 zeigt die wesentlichsten Teile dieser Anordnung ebenfalls in einer Seitenansicht,
jedoch mit um 900 verschwenkter Blickrichtung; F i g. 5 und 5 a zeigen Einzelheiten
des Gelenks.
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Gemäß den F i g. 1 bis 4 ist das längliche Schwenkrohr 2 einerseits
mittels eines Gelenks 4 am festen Fahrrohr 17 schwenkbar befestigt und soll mit
den Abgängen 7, 7a wahlweise in dichte Verbindung gebracht werden. Hierfür ist ein
Schaltstück 1 vorgesehen, das um eine am Gestell befestigte Achse 3 in einem Kreisbogen
schwenkbar ist und hierbei einen Mitnehmerstift 5, der als Angriffspunkt am Schwenkrohr
2 befestigt ist, in bestimmter Weise zu bewegen gestattet. Federn 6 und 6a dienen
dazu, in den Endstellungen des Weichenrohrs 2 eine dichtende Verbindung mit einem
der Abgänge 7 oder 7a sicherzustellen. Die eigentlichen Dichtßächen haben hierbei
keine besondere Bezeichnung. Zur Bewegungsübertragung vom Motor 11 auf das Schaltstück
1 dient ein Schwenkhebel 10, der mit seiner Mitnehmerrolle 9 in einen Schlitz 8
des Schaltstücks 1 eingreifen kann und somit beim Verschwenken des Hebels 10 das
Schaltstück aus der einen in die andere Endstetlung verschwenkt, wie ein Vergleich
der Fig. 1 und 3 dies näher zeigt.
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Für die Mitnahme des Stiftes 5 ist ein zweiter Schlitz 12 vorgesehen,
der insbesondere in Axialrichtung eine begrenzt nachgiebige Kupplung des Schaltstücks
1 mit dem Schwenkrohr 2 darstellt.
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Am abgangsseitigen Ende des Schwenkrohrs 2 ist eine Führungsrolle
13 vorgesehen, die in den Endstellungen entweder in einen entsprechenden Führungs-
und Rastschlitz 14 am Fahrrohrabgang 7 oder in einen entsprechenden Schlitzl4a am
Fahrrohrabgang7a eingreifen kann. Weiterhin sind als Endschalter Mikro schalter
15 und 15 a vorgesehen, die von einem Betätigungsstift 16 am Schwenkrohr 2 gegen
Ende der Bewegungsphase geschaltet werden und damit den Motor 11 abzuschalten und
eventuell zu bremsen erlauben.
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Die Arbeitsweise ist wie folgt: Zum Verschwenken des Weichenrohrs
2 wird zunächst der Motor 11 mittels einer Wahleinrichtung in der Sendestation erregt.
Zweckmäßig ist dies..ein Getriebemotor, auf dessen Abgangswelle der Schwenkhebel
10 fest montiert ist. Die Rolle 9 läuft dann in - den - Schlitz 8 des Schaltstücks
1 ein und verschwenkt dieses aus der Stellung gemäß Fig. 1 in diejenige gemäß Fig.
3, oder umgekehrt. Dabei ergibt sich eine Bewegung kurve des Mituehmerstiftes 5
etwa in Form. Im letzten Teil der Bewegungsphase, die überwiegend axial verläuft
und die Rolle 13 in eine der Führungsnutenl4 bzw. 14 a hineingleiten läßt, legt
sich der Stift 16 gegen die Schaltlasche eines der Mikroschalter 15 oder 15 a und
schaltet den Motor ab und schließt gegebenenfalls dessen Ankerwicklung kurz, um-
den Nachlauf des Motors nach dem Abschalten in engen Grenzen zu halten. Deshalb
hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, den Motor als Gleichstrommotor mit permanentmagnetischer
Felderregung auszubilden, da ein solcher Motor durch einfaches Umpolen in seiner
Drehrichtung geändert und außerdem zum Bremsen kurzgeschlossen werden kann.
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Ist nun der Schlitz 8, wie dargestellt, offen ausgeführt, so kann
gleichwohl die Betätigungsrolle 9 bei einem gewissen Nachlauf des Motors ohne weiteres
aus dem Schlitz herauslaufen. Das Schaltstück 1 behält
seine definierte
Stellung bei, da das Schwenkrohr 2 am Abgang verriegelt ist und seinerseits durch
den Mitnehmerstift 5 in dieser Lage festgehalten wird.
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Beim Wiedereinschalten des Getriebemotors 11 läuft also ohne Schwierigkeiten
die Rolle 9 in den Schlitz 8 ein, verschwenkt das Schaltstück, und in der neugewonnenen
Stellung ist wiederum das Herauslaufen der Rolle 9 aus dem Schlitz 8 ohne weiteres
möglich, wenn auch nicht erforderlich. Diese Art des Freilaufs hat sich als besonders
zweckmäßig erwiesen, da auf Grund seiner Funktion keinerlei Brems- oder Anschlagkräfte
auf das Gestell übertragen werden.
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Selbst das Anlegen des Schwenkrohrs an den Abgang unter Wirkung der
Federn 6 und 6 a erfolgt nicht etwa schlagartig, sondern gesteuert durch die Bewegung
des Schaltstücks 1.
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Somit wird die gewünschte Bewegungsart mehr oder weniger zwangläufig
erreicht, da nämlich zunächst das Abheben des Schwenkrohrs vom Abgang langsam, daran
anschließend die Verschwenkung zunehmend schneller werdend und das Aufsetzen der
Dichtung auf den anderen Abgang wieder langsam werdend erfolgt. Dabei sind die Umschaltgeräusche
außerordentlich gering. Schläge im Getriebe werden vollständig vermieden. Der Motor
kann im Leerlauf anlaufen und nach dem Abschalten auch frei auslaufen. Die aufzubringende
Steuerleistung bleibt gering und die Stromaufnahme während des Betriebes nahezu
konstant. Eine Steuerleistung wird nur während des Umschaltvorgangs benötigt, der
bei ausgeführten Anlagen nur etwa 400 Mikrosekunden dauert.
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Die Vorspannung der Federn 6 und 6 a benötigt keinerlei Anderung,
da sie keineswegs kritisch ist.
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Sie soll lediglich die zwangläufige Bewegung des Schwenkrohrs in die
dichtende Stellung geringfügig unterstützen und die Dichtigkeit in der Endstellung
sicherstellen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Schwenkrohr 2 durch eine
mit hoher Geschwindigkeit durchfahrende Rohrposthülse nicht aus seiner Lage geschlagen
werden kann. Um nun möglichst auch Hemmungen im Gelenk auszuschalten und damit die
Sicherheit der Weiche für hohe Fahrgeschwindigkeiten der Hülsen voll ausnutzen zu
können, ist dies Gelenk gemäß F i g. 5 und 5 a in besonderer Weise ausgebildet.
Am Fahrrohrende 17 sind Führungslaschen 18 und im Schwenkrohr 2 entsprechende Ausnehmungen
19 solcher Form und Tiefe vorgesehen, daß das Schwenkrohr gemäß F i g. 5 senkrecht
zur Zeichenebene und gemäß F i g. 5 a in der Zeichenebene bzw. parallel hierzu eine
Schwenkbewegung und außerdem eine axiale bzw. Längsbewegung ausführen kann. Zweckmäßig
sind dabei die Laschen 18 entsprechend dem Umfang des Fahrrohrstutzens 17 bzw. der
Schwenkhülse 2 gewölbt. Um 900 hiergegen versetzt sind am Fahrrohrstutzen 17 federnde
Laschen 20 angeordnet, die in entsprechende Ausnehmungen 21 am Schwenkrohr eingreifen.
Auch hier ist darauf Bedacht genommen, daß die Axialbewegung nicht behindert wird
und außerdem daß die Schwenkbewegung ohne Veränderung des Innendurchmessers erfolgen
kann. Auf diese Weise ergibt sich eine stoßstellenfreie Führung der Rohrposthülse,
die nicht nur höhere Fahrgeschwindigkeiten zu erreichen erlaubt, sondern dies außerdem
noch mit vermindertem Kraftbedarf des oder der Gebläse.
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Als ganz besonderer Vorteil hat hierbei zu gelten, daß mit dem Gegenstand
der Erfindung Rohrpostanlagen nicht nur mit Nennweiten von 60 mm mit geringstem
Kraftbedarf betrieben werden können, sondern ohne wesentliche Erhöhung der Steuerleistung
auch solche mit Nennweiten von 90, 110 mm usw.