Glockenläutmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glockenläutmaschine, umfassend einen umsteuer baren Antriebsmotor zum Antreiben der Glocke sowie ein in Abhängigkeit von der Glockenbewe gung betätigtes Schaltmittel zum Umsteuern des Motors und ein Schaltorgan zum Inbetrieb- und Ausserbetriebsetzen der Maschine.
Damit gegenüber andersartigen, bekannten Glok- kenläutmaschinen erreicht wird, dass beim Ein schalten die Glocke angetrieben und beim Aus schalten die Glocke durch den Motor gebremst wird, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass ein das Schaltmittel darstellender Polwendeschalter im Speise stromkreis des Motors angeordnet ist, welcher Wende schalter über eine Rutschkupplung mit der Glocken welle derart gekuppelt ist, dass er zwangweise bei Glockenbewegungen in der einen Richtung in die eine Schaltstellung gelangt, in der er den Motor für Antriebswirkung in der einen Richtung steuert und bei Glockenbewegungen in der entgegengesetz ten Richtung in die andere Schaltstellung gelangt,
in der er den Motor für Antriebswirkung in der entgegengesetzten Richtung steuert, dass ausserdem in einem Speisegerät ein zweites Polwendeschaltorgan angeordnet ist, welches die Polung der Zuleitungen zum erstgenannten Polwendeschalter umpolt, falls bei schwingender Glocke das genannte Schaltorgan ausgeschaltet wird, wobei über einen Schwingschalt- kontakt, der geschlossen ist, solange die Glocke schwingt, beim Ausschalten des Schaltorgans auto matisch das zweite Polwendeschaltorgan umgesteuert wird, das Ganze derart,
dass beim Einschalten der Maschine die Glocke angetrieben und beim Ausschal ten der Maschine die Glocke durch den Motor ge bremst wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Glockenläutmaschine ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht auf die Glocke, ihre Tragorgane, ihre Antriebsorgane und den Steuer kasten C, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Steuerkasten C, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 111-III von Fig.2. Fig..4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 2,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI von Fig. 2, Fig. 7 ein Schaltschema für die ganze Maschine und Fig.8 ein Zeitdiagramm für die Funktion der Glockentragwelle, der drei den Motor steuernden Schaltorgane und den Betrieb des Motors.
Die Fig. 3 bis 6 sind in grösserem Massstab ge zeichnet.
Gemäss Fig.l ist mit G eine Kirchenglocke bezeichnet, die an der Tragwelle G1 aufgehängt ist, welche mit den Rädern G2 und G3 starr ver bunden ist. Der Motor M bzw. dessen Abtriebs welle ist über die Antriebskette bzw. Bremskette G4 mit dem Rad G2 verbunden, während das Ketten rad G3 über die Kette G5 mit dem auf der Welle C1 festsitzenden Zahnrad C2 des Steuergerätes C verbunden ist. Das Speisegerät S ist mit den Klem men s,<I>t, u</I> eines Drehstromleitungssystems und mit dem Steuergerät C verbunden. Die Steuerleitungen sowie der Nulleiter sind in Fig. 1 nicht dargestellt.
In den Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 sind das Steuer gerät C und Einzelteile desselben dargestellt. In die sen Figuren ist mit C1 die Hauptwelle des Gerätes C bezeichnet, die über das Kettenrad C2, die Kette G5 und das Rad G3 mit der Glockentragwelle G1 verbunden ist. Mit der Welle C1 ist durch eine Rutschkupplung<B>01</B> (Fig. 3), die unter Wirkung der Druckfeder 02 steht, der Tragarm 03 für die be weglichen Schaltkontakte 51 und 52 eines Pol wendeschalters gekuppelt, die je mit zwei von vier feststehenden Kontakten 031 und 032 zusammen arbeiten.
Der mit der Welle<B>Cl</B> durch die Rutsch kupplung 03 gekuppelte Tragarm 03 der Kontakte 51 bzw. 52 eines Polwendeschalters bewirkt, dass die beweglichen Kontakte 51 bzw. 52 an den abge federten Kontakten 031 anliegen, wenn sich die Welle C1 in der einen Richtung dreht und dass die beweglichen Kontakte 51 bzw. 52 an den Kon takten 032 anliegen, wenn sich die Welle C1 in der andern Richtung dreht. Auf dem Kontaktarm 03 sitzt ein Verriegelungsarm 033, der mit einem Doppel hebel 034 zusammenwirkt, der auf dem festen Trab zapfen 035 gelagert ist, und am andern Ende über eine Zwischenstange 036 gelenkig mit dem Anker 80 eines Elektromagneten 8 verbunden ist (s. Fig.4 und 5).
Solange der Magnet 8 nicht unter Strom steht, verhindert der Hebel 034 im Zusammenwir ken mit dem Verriegelungsarm 033 ein Umkippen der beweglichen Polwendekontakte 51-52 vom Kontaktpaar<B>031</B> auf das Kontaktpaar 032. Ein auf der Welle Cl sitzendes Zahnrad 040 kämmt mit dem Zahnrad 041, das auf der Welle 042 sitzt. Mit Hilfe einer Rutschkupplung 043 ist mit der Welle 042 eine Scheibe 0431 gekuppelt, auf wel cher die sich diametral gegenüberliegenden Zapfen 044 und 045 festsitzen. Auf dem feststehenden Trag zapfen 046 ist der Winkelhebel 047 gelagert, der durch die Feder 048 in die gezeichnete Ruhestel lung gezogen ist. Sofern die Welle C1 im Takte der Glocke hin und her schwingt, schwingen auch die Zapfen 044 und 045 auf der Scheibe 0431 mit.
Diese Zapfen 044 und 045 drehen bei genügenden Schwingungsamplituden den Kontakthebel 047 gegen die Kraft der Feder 048, bis sie am feststehenden Bolzen 049 anzustehen kommen. Die Kontakte 61 und 62, die auf dem Winkelhebel 047 befestigt sind und in der in Fig. 4 und Fig.7 dargestellten Lage an den Gegenkontakten 051 anliegen, werden also von den Gegenkontakten 051 abgehoben, wenn aus der Ruhestellung die Scheibe 043 um einen bestimmten Winkel nach der einen oder andern Seite ausgeschlagen hat und liegen wieder an den genannten Gegenkontakten 051 an, wenn die Glocke G bzw. die Scheibe 0431 ihre Bewegungs richtung umgekehrt und diesen Winkel wieder er reicht hat.
Auf der Welle Cl sitzt gemäss Fig. 6 weiterhin ein Zahnritzel 052, das mit dem Zahnrad 053 kämmt. In diesem Zahnrad 053 ist eine Reihe von Schrauben 054 lösbar eingesetzt, die bei Drehun gen des Zahnrades 053 in der einen oder andern Richtung nach einem vorbestimmten Winkelhub den Tragarm 055 der Kontakte 71, 72 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 056 von den Gegenkontakten 057 abheben, während in der Ruhestellung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches beidseitig die ser Ruhestellung die Kontakte 71 und 72 an den Gegenkontakten 057 anliegen.
Mit dem Zahnritzel 052 kämmt auch ein Zahnrad 060, auf welchem mit Hilfe einer Schraube 061 ein Tragorgan 062 be festigt ist. Auf einem Arm eines Winkelhebels 063 sitzt der bewegliche Kontakt 92 und auf dem an dern Arm dieses Winkelhebels 063 sitzt der feder belastete Schwingarm 0621. Sofern die Welle Cl in der Ruhestellung ist oder nur ganz geringe Schwing bewegungen ausführt, bleibt der Winkelhebel 063 in der in Fig. 6 gezeichneten Stellung.
Sobald aber die Welle Cl und mit ihr das Zahnrad 060 mit einer Mindestamplitude schwingt, wird der Klinkenhebel 064 gegen die Kraft der Feder 065 ausgeschwenkt, so dass der Winkelhebel 063 unter Wirkung der Feder 055 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, so dass der bewegliche Kontakt 92 auf dem Winkel hebel 063 an seinen feststehenden Gegenkontakt 066 anzuliegen kommt.
Die Wirkungsweise und die Schaltungsanordnung der gesamten Läutmaschine ergibt sich aus dem Schaltschema nach Fig.7 und dem Zeitdiagramm nach Fig. B.
In Fig.7 ist mit S ein Speisegerät, mit C ein Steuergerät und mit M der Antriebsmotor bezeichnet. Im Speisegerät S sind das Steuerrelais 1 (Schalt schütz) mit den Arbeitskontakten 11, 12, 13, 14 und dem Ruhekontakt 15, das Steuerrelais 2 mit den Arbeitskontakten 21, 22, 23, die Signallampe 3 und der Handschalter 4 angeordnet.
Im Steuergerät C sind die Polwendekontakte 51, 52, der Verriegelungsmagnet 8, die Kontaktpaare 61, 62 und 71, 72, der Schwingkontakt 92 und ein Signalkontakt 91 eingezeichnet, welch letzterer in den vorhergehenden Figuren nicht dargestellt, aber so ausgebildet und mit der Glockenwelle C1 gekup pelt ist, dass er in der einen Schwingrichtung der Glocke geschlossen und in der andern Schwing richtung der Glocke geöffnet ist.
Der mit drei Wicklungen versehene Antriebs motor 7 mit den drei Klemmen M1, M2 und M3 ist so an die feststehenden Kontakte des Polwende schalters angeschlossen, dass er in der einen, ge zeichneten Ruhestellung des Polwendeschalters 51, 52 für die eine Antriebsrichtung an die Speiselei tungen angeschlossen ist, während er in der andern Stellung des Polwendeschalters 51, 52 für die Gegenantriebsrichtung an die Speiseleitungen ange schlossen ist. Die Kontaktpaare 61, 62 und 71, 72 sind in Serie in den Speiseleitungen des Polum- wendeschalters 51, 52 angeordnet.
In der in Fig. 7 dargestellten Ruhestellung fliesst kein Strom. Durch Einlegen des Schalters 4 wird der folgende Steuerstromkreis für das Relais 1 geschlossen: (1) Phasenleiter ri - Handschalter 4 - Relais 1 - Nulleiter 0. Das Relais 1 wird also erregt, so dass seine Ar beitskontakte 11, 12, 13, 14 geschlossen werden und sein Ruhekontakt 15 geöffnet wird. Durch Schliessen des Kontaktes 14 wird folgender Erreger stromkreis für den Entriegelungsmagneten P - ge schlossen: (2) Phasenleiter u - Kontakt 14 - Entriege- lungsmagnet 8 - Nulleiter 0.
Dadurch wird die Verriegelung 034-033 gelöst. Ausserdem wird der folgende Signallampenstrom- kreis vorbereitet bzw. geschlossen: (3) Phasenleiter u - Kontakt 14 - Signalkon takt 91 - Signallampe 3 - Nulleiter 0.
Es wird ferner über die folgenden Stromkreise der Motor M gespiesen: (4n) Phasenleiter s - Kontakt 11 - Kontakt 71 - Kontakt 61 - Polwendekontakt 51 - Motoranschlussklemme Ml (4b) Phasenleiter t - Kontakt 12 - Motoran- schlussklemme M2 (4c) Phasenleiter u - Kontakt 13 - Kontakt 72 - Kontakt 62 - Kontakt 52 - Motoran- schlussklemme M3.
Der Motor zieht also die Glocke in der einen Richtung, bis das Rückstelldrehmoment der Glocke das Antriebsdrehmoment des Motors überwiegt. Sobald die Glocke nach einem Zusatzweg zur Auf zehrung der Bewegungsenergie ihre Bewegungsrich tung umkehrt, wird der Polwendeschalter 51, 52 umgeschaltet, so dass an Stelle der Klemme Ml die Klemme M3 an den Phasenleiter s und dafür an Stelle der Klemme M3 die Klemme Ml an den Phasenleiter u angeschaltet wird, und der Motor die Glocke in der Gegenrichtung antreibt. Dabei bleiben vorläufig die Kontakte 61-62 und 71-72 ge schlossen. Der Signallampen-Steuerkontakt 91 ist in der einen Bewegungsrichtung der Glocke ge schlossen und in der andern Bewegungsrichtung der Glocke offen.
Deshalb leuchtet die Lampe 3 in der einen Antriebsrichtung auf und erlischt in der an dern Antriebsrichtung. Sobald die Glocke zu schwin gen begonnen hat, wird der Kontakt 92 geschlossen, so dass für die Stromkreise (2) und (3) folgende Ersatzstromkreise vorbereitet werden: (2a) Phasenleiter zc - Kontakt 92 - Magnet 8 - Nulleiter 0 (3a) Phasenleiter u - Kontakt 92 - Kontakt 91 - Signallampe 3 - Nulleiter 0. Solange also die Glocke schwingt, bleibt der Stromkreis 2a geschlossen, so dass der Entriegelungs- magnet 8 unter Strom bleibt. Das Kontaktpaar 51-52 wird, wie erwähnt, jeweils umgestellt, wenn die Glocke ihre Bewegungsrichtung umkehrt.
Das Kontaktpaar 61, 62 wird ab einer Minimalamplitude geöffnet und jeweils geschlossen, wenn die Glocke ihre Bewegungsrichtung umkehrt und bleibt ge schlossen, bis die Glocke aus ihrer Umkehrlage einen vorbestimmten Schwingwinkel zurückgelegt hat. Das Kontaktpaar<B>71,</B> 72 wird jeweils geöffnet, sobald die Glocke eine vorbestimmte Auslenkung aus der Ruhelage erfahren hat und wird wieder ge schlossen, wenn diese Auslenkung aus der Ruhelage geringer ist als dieser vorbestimmte Winkel. Die Glocke wird also jeweils, wie genauer anhand von Fig. 8 beschrieben werden wird, im Abwärtsgang an getrieben, bis sie ihre volle Schwingungsamplitude erreicht.
Wird nun der Handschalter 4 geöffnet, so wird der Stromkreis (1) unterbrochen, so dass das Relais 1 abfällt, die Kontaktstellen 11, 12, 13 und 14 ge öffnet und die Kontaktstelle 15 geschlossen werden. Ebenfalls werden die Stromkreise (2) und (3) un terbrochen, für welche aber, wie erwähnt, die Ersatz stromkreise (2a) und (3a) aufgebaut bleiben, so lange der Schwingkontakt 92 geschlossen bleibt.
Es wird das Relais 2" über folgenden Strom kreis erregt: (5) Phasenleiter u - Kontakt 92 - Kontakt 15 - Relaiswicklung 2 - Nulleiter 0. Dadurch werden die Kontaktstellen 21, 22 und 23 geschlossen, so dass die Speisestromkreise der Kon taktanordnungen 71, 61 51 bzw. 72, 62, 52 um gepolt werden.
An Stelle der Stromkreise<I>(4a), (4b)</I> und (4c) werden also, sofern alle diese Kontakt paare 71, 72; 61, 62; 51, 52 in Ruhelage gemäss Fig.7 stehen, die Stromkreise: (6a) Phasenleiter s - Kontakt 21 - Kontakt 72 -Kontakt 62 - Kontakt 52 - Motor klemme M3 und (6c) Phasenleiter u - Kontakt 23 - Kontakt 71 - Kontakt 61 - Kontakt 51 - Motor klemme Ml aufgebaut bzw. je nach Umschalten der Polwende kontakte 51, 52 umgepolt. Die Motorklemme M2 erhält unabhängig von den Stellungen der Kontakte 71, 72, 61, 51, 52 Strom über den Weg (6b) Phasenleiter t - Kontakt 72 - Motorklemme M2.
Im Winkel-Zeit-Diagramm nach Fig. 8a sind eine Antriebsphase einer Glockenschwingung bis zur Erreichung der vollen Schwingungsweite und im zweiten Teil eine Bremsphase der Glockenschwin gung bis zum Stillstand zeitabhängig dargestellt, wobei auf der Abszissenachse die in gleichen Ab ständen voneinander angeordneten Zeitwerte dl-d9 eingetragen sind, die je den Ablauf einer vollen Schwingungsperiode markieren.
Als Ordinate sind in Fig. 8a die positiven und negativen Ausschlag winkelwerte der Glocke aus der Nullage eingetra gen und die Werte a1, nach deren überschrei- tung die Kontakte 71 und 72 geöffnet werden und <I> </I> ae, welche die Maximalamplituden der Glocke anzeigen, sind eingetragen. In Fig. 8b ist das Zuge hörige Arbeitszeitdiagramm der Kontaktstellen 71 und 72 eingetragen, und es ergibt sich daraus, dass diese Kontakte nur geschlossen sind, wenn die Glocke innerhalb der Winkelwerte + a1 und -a1 steht.
In Fig.8c ist das Arbeitszeitdiagramm der Kontakte 61 und 62 eingetragen, die jeweils beim Umkehren der Glocke geschlossen werden und von da an über einen bestimmten Hub geschlossen blei ben und nachher geöffnet werden. Gemäss Fig. 8d werden die Polwendeschalter 51, 52 bei jeder Um kehr der Glockenbewegungsrichtung umgeschaltet. Es ergibt sich aus diesen Schaltkontakt-Funktionen das Stromzeitdiagramm nach Fig. 8e, worin die positiven Amplituden die Antriebsphasen und die negativen Amplituden die Bremsphasen zeigen.
Es ist noch zu bemerken, dass nach dem Zeit wert J5 in Fig. 8a der Handschalter 4 geöffnet wird, um die Bremsung einzuleiten.
Aus Fig.8d und den in Fig.8a mit dicken Pfeilen eingezeichneten Antriebs- bzw. Brems strecken zeigt sich, dass die Glocke grundsätzlich im Abwärtsgang angetrieben bzw. gebremst wird. Es zeigt sich aus Fig.8 anschliessend an die Um schaltung auf Bremsung im Moment Q15, dass genau gleich, wie beim Antreiben der Glocke der Motor M, jeweils in bestimmten Phasen zum Weitertreiben der Glocke angetrieben wird, sie nun in den entsprechen den Phasen der Motor M gebremst wird, indem der Motor jeweils mit Gegenphase gespeist wird. Damit wird die Glocke rasch zum Stillstand ge bremst.
Sobald die Schwingungsamplitude klein ge nug wird, wird in folgender Weise die Kontakt stelle 92 geöffnet. Wenn die Schwingungsamplitude der Scheibe 060 klein genug wird, fängt sich der Schwingarm 0621 (s. Fig:6) in der Fangrille des Tragorgans 062. Damit wird der Winkelhebel 063 in die in Fig. 6 dargestellte Ruhelage zurückgestellt und die Kontaktstelle 92 geöffnet, wobei der Klin kenhebel 064 den Winkelhebel 063 in dieser Lage wieder verriegelt.
Dadurch werden die Stromkreise <I>(2a)</I> und<I>(2b)</I> unterbrochen, und das Relais 2 wird entregt, so dass der im Schema nach Fig.7 ge zeichnete Ruhezustand wieder erreicht wird. Es ist also nie notwendig, den Glockenklöppel zu fangen bzw. nach Erreichung der vollen Schwingungshöhe zu lösen, was stets zu starken Schlägen und einem unnatürlichen Läuten führt.
Mit Hilfe der dargestellten und beschriebenen Maschine wird vielmehr gleich wie bei Handseil antrieb ein natürliches angenehmes An- und Aus läuten der Glocke erzielt. Die Schaltorgane arbeiten praktisch geräuschlos und betriebsicher.