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Einrichtung zur Steuerung von Verkehrssignalen an Strassenkreuzungen oder-Einmündungen durch eine nachgiebige Sehwelle überfahrende Kraftfahrzeuge.
Es sind bereits Einrichtungen zur selbsttätigen Verkehrsregelung und zur Verhütung von Verkehrsunfällen an unübersichtlichen Strassenkreuzungen und-Einmündungen vorgeschlagen worden, bei welchen ein gegen die Kreuzung anfahrendes Kraftfahrzeug eine nachgiebige Schwelle oder Hohlschwelle überfährt und die durch das Gewicht des Fahrzeuges hervorgerufene Senkung oder Deformation der Schwelle auf pneumatischem Wege oder durch Verdrängung einer Flüssigkeit ein ausserhalb des Fahrbahnbereiche angeordnetes Signalsteuerorgan betätigt, welches durch Kontaktgebung in einem elektrischen Stromkreis das gewünschte Signal in der Querstrasse. der sich das Fahrzeug nähert. auslöst.
Bei der bekannten Einrichtung mit pneumatischer Übet tragung dient als druckempfindlicher Teil des Signalsteuerorgans eine Membran. Dagegen wird bei der vorgeschlagenen, mit hydraulischen Mitteln arbeitenden Einrichtung von der verdrängten Flüssigkeit ein Plungerkolben in einem Zylinder in Bewegung gesetzt, dessen Stange einen elektrischen Kontakt steuert ;
nach einem ändern Vorschlag wird als zu verdrängende Flüssigkeit Quecksilber verwendet, welches beim Niederdrücken der Schwelle in einen Kontaktbehälter einströmt und daselbst einen elektrischen Signalkontakt schliesst.
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geschlossene Luft gegen Schwankungen der Aussentemperatur unempfindlich ist, ist für die praktischeVerwendung dennoch der Nachteil entscheidend, dass infolge der Zusammendrückbarkeit der Luft, auch wenn diese dauernd unter Vorpressung gehalten wird, ein verhältnismässig starkes Einsinken oder Deformieren der nachgiebigen Schwelle notwendig ist. um den für die Betätigung der Signalsteuermembran erforderlichen Druckanstieg zu erzeugen.
Will man daher eine unerwünscht starke Senkung der Schwelle unter die Fahrbahnebene vermeiden, so läuft man Gefahr, dass die Einrichtung beim Überfahren der Schwelle durch leichte Fahrzeuge versagt. Ein weiterer Nachteil der pneumatischen Steuerung ist die Notwendigkeit, zur Aufrechterhaltung der Vorpressung in dem luftgefüllten Leitungssystem besondere Hilfsvorrichtungen vorzusehen, die einer Wartung bedürfen. Nachteilig ist es auch, dass der Gummihohlkörper, dessen Zusammenpressung den Druckanstieg in der eingeschlossenen Luft bewirkt, bei lang anhaltender Wärme und Trockenheit porös und brüchig wird, so dass die Vorpressung der Luft unbemerkt verlorengeht und die Einrichtung plötzlich, da der Druckanstieg ausbleibt. versagt.
Um dann den Fehler zu beheben, muss der Gummihohlkörper zur Gänze aus der Strassenbettung herausgehoben werden, was selbstverständlich eine lästige und oft auch unzulässige Verkehrsstörung bedeutet.
Der zuletzt genannte tbelstand tritt bei der eingangs erwähnten hydraulisch arbeitenden Einrichtung in viel geringerem Masse auf. weil der Gummihohlkörper in diesem Falle mit der eingefüllten Flüssigkeit dauernd in Berührung steht und wenigstens von innen heraus ständig befeuchtet wird. Auch gewährleistet die Pnzusammendrückbarkeit der Flüssigkeit ein von Zufällen und Ausseneinflüssen wenig abhängiges, gleichmässiges und zwangsläufiges Ansprechen des Signalsteuerorgans. Dennoch ist auch
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windliches Hindernis für die praktische Ausführung und Betriebsfähigkeit bildet.
Es zeigt sich nämlich. dass der beim Überfahren der Hohlschwelle erzeugte Diuekstoss viel zu kurz andauert, um eine Flüssigkeitssäule von der meistens in Betracht kommenden Mindestlänge von etwa 5 m und vom spezifischen
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Gewicht der Grössenordnung 1 aus dem Ruhezustand derart in Bewegung zu setzen, dass sie einen Steuerkolben oder eine Quecksilbersäule so weit verschiebt oder verdrängt, dass eine sichere elektrische Kontakt-
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und bei einer Schwellenbreite von 10 cm nur ungefähr 1/80 sek beträgt.
Dazu kommt noch, dass bei der vorgeschlagenen, mit Flüssigkeitsbewegung arbeitenden Einrichtung als in die Fahrbahn ragende Schwelle ein mit der Flüssigkeit gefülltes Gummirohr verwendet wird, so dass die Energie des vom Fahrzeug hervorgerufenen Druckstosses, wie sieh rechnerisch nachweisen lässt, infolge Aufblähens des Gummirohres an den von den Fahrzeugrädern jeweils nicht niedergedrückten Stellen schon in unmittelbarer Nähe der Druckstellen aufgezehrt wird. Infolgedessen gelangt dieser Druckstoss gar nicht bis zum Signalsteuerorgan, geschweige denn, dass eine Verschiebung der den Hohlraum ausfüllenden Flüssigkeitssäule stattfindet, wie sie zum Ansprechen eines Steuerkolbens notwendig wäre.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Verkehrssignalen, welche von allen Mängeln der hier besprochenen, vorbekannten Einrichtungen frei ist. Erfindungsgemäss soll nämlich der von der Schwelle aufgenommene Fahrzeugdruck durch eine gegenüber kurzzeitigen Druckstössen praktisch unverdrängbar angeordnete Flüssigkeit auf ein druckempfindliches Signalsteuerorgan, vorzugsweise auf ein Röhrenmanometer mit elektrischer Kontaktgebung, übertragen werden, ohne dass dabei die Flüssigkeitsmasse wesentlich in Bewegung gesetzt wird.
Es wird also die Energie- übertragung von der Schwelle zum Signalsteuerorgan nicht wie bei der früher vorgeschlagenen Einrichtung durch Flüssigkeitsverdrängung, sondern fast ausschliesslich und praktisch trägheitslos durch Veränderung des Flüssigkeitsdruekes vollzogen.
Bei der Ausbildung der erfindungsgemässen Einrichtung ist ferner darauf zu achten, dass keine unnötige Energieverzehrung in der tbertragungsleitung zwischen Schwelle und Signalsteuerorgan statt- findet. Daher soll die druekübertragende Flüssigkeit allseitig von starren, unelastischen Wänden ein- geschlossen sein, ausgenommen dort, wo die Wand zur Weiterleitung der Druckstösse dient. Jener nach- giebige oder elastische, die Flüssigkeit begrenzende Wandteil, der die Druckstösse von der Schwelle empfängt, soll mit letzterer in solcher druckübertragenden Verbindung stehen, dass stets seine ganze Oberfläche vom Sehwellendruck belastet wird, gleichgültig an welcher Stelle die Schwelle überfahren wird.
Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden. dass der in die Fahrbahn ragende Schwellenkörper aus starren Werkstoffen hergestellt wird und zwischen ihm und der gleichfalls starrwandigen Rohrleitung ein oder mehrere druckempfindliche Glieder (Membranen) eingebaut werden, welche derart angeordnet sind und derart geringe Abmessungen besitzen, dass selbst bei unsymmetrischer, d. h. ungünstigster, Belastung des starren Schwellenkörpers an keiner Stelle dieser Membranen ein Aufblähen durch den von innen wirkenden Druck der Flüssigkeit stattfinden kann.
Das druckempfindliche Signalsteuerorgan wird zweckmässigerweise so ausgebildet, dass seine Wirkungsweise mit einer möglichst kleinen Yolumsveränderung des Flüssigkeitsraumes bzw. mit einer möglichst geringen Bewegung der Flüssigkeitsmasse verbunden ist. Insbesondere empfiehlt sich die Verwendung eines gewöhnlichen Manometers mit Bourdonscher Röhre, dessen Nadel bei einem bestimmten, einstellbaren Druckanstieg einen elektrischen Kontakt betätigt.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung bildet also der ganze, mit Flüssigkeit restlos gefüllte Hohlraum von den von der Schwelle betätigten Membranen bis zum Manometer ein allseitig geschlossenes System, in welchem, wenn man von der vernachlässigbar kleinen Volumsveränderung in der Bourdonschen Röhre absieht, keinerlei Flüssigkeitsbewegung stattfinden kann. Infolgedessen wird die Energie des Druckstosses, auch wenn dieser noch so kurz dauert, tatsächlich praktisch trägheitslos übertragen. Erst diese Eigenschaft schafft die Voraussetzung für ein wirklich betriebsicheres Ansprechen der Einrichtung.
Die Zeichung zeigt in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung, u. zw. Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Einrichtung, d. h. einen Schnitt quer zur Fahrbahn, und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung in Richtung der Fahrbahn.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schwelle derart ausgebildet und nachgiebig gelagert, dass der auf sie ausgeübte Druck und damit der in der Cbertragungsfliissigkeit erzeugte Druck während des Überfahrens durch ein Kraftfahrzeug von einem Mindestwert beim Auffahren auf die Schwelle zu einem Höchstwert beim Verlassen der Schwelle ansteigt. Zu diesem Zweck ist die als Eisenkonstruktion ausgeführte Schwelle 1 an einer ihrer Längsseiten, u. zw. auf der Anfahrtseite, in dem sie umgebenden Eisenrahmen 2 bei 3 drehbar lose gelagert, während sie sich auf der entgegengesetzten Längsseite (Abfahrtseite) unter Zwischenschaltung von Federn 4 auf Membranen 5 abstützt, welche den Schwellen-bzw.
Fahrzeugdruck auf eine Flüssigkeit übertragen, die das starrwandige Rohrleitungssystem 6 restlos ausfüllt. An die Rohrleitung 6 ist an einem Ort, der sich ausserhalb der Fahrbahn befindet, ein Manometer 7
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mässigerweise ein Verzögerungsrelais 8 enthält, einen elektrischen Kontakt betätigt.
Fährt ein Kraftfahrzeug über die Schwelle, so werden die Membranen 5 in stetig zunehmendem Masse belastet, und dieser Druckanstieg wird durch die das Rohrsystem 6 füllende Flüssigkeit auf das
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Die an sich bekannte Verwendung des Verzögerungsrelais 8 bewirkt, dass das Signal noch eine Zeitlang fortdauert, nachdem das Kraftfahrzeug die Schwelle 1 verlassen hat und der Manometerausschlag zurückgegangen ist.
Es ist wünschenswert, dass die Einrichtung bei allen vorkommenden Fahrzeuggewichten annähernd gleich empfindlich anspricht, also einen annähernd gleich grossen Druckstoss erzeugt. Da aber das Ausmass des Einsinkens der Schwelle unter die Fahrbahnebene sich mit dem Fahrzeuggewicht ändert, müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um den Druckstoss auf einen möglichst konstanten Wert zu begrenzen. Es empfiehlt sich daher, ein oder mehrere, die Senkung der belasteten Schwelle begrenzende Anschläge anzuordnen, die derart eingestellt sind. dass der Druckanstieg der Übertragungsflüssigkeit bei allen zur Signalgebung zugelassenen Fahrzeuggewichten annähernd gleichbleibt.
Im Ausführungbeispiel der Zeichnung werden diese Anschläge von Eisenblechunterlagen 9 genügender Stärke gebildet, die unterhalb des auf der Unterseite der Schwelle angenieteten, durchlaufenden Hauptträgers 10 angeordnet sind. Das zulässige Einsinken der Schwelle wird man dabei entsprechend dem Gewicht des leichtesten verkehrsbestimmenden Kraftfahrzeuges einstellen, u. zw. so. dass die Manometernadel in diesem Falle gerade noch den gewünschten Ausschlag für die Betätigung des Kontaktes vollführt. Bei allen grösseren Fahrzeuggewichten jedoch wird die Schwelle von der Unterlage 9 abgefangen, so dass keine überbelastung der Membranen 5 eintreten kann.
Um den durch Temperaturschwankungen bedingten Volumsänderungen der Flüssigkeit Rechnung zu tragen, ist an das Rohrleitungssystem 6, u. zw. vorzugsweise an dessen höchster Stelle, also über dem Manometer, eine Volumskompensationsvorrichtung angeschlossen, welche die durch Temperatursehwankungen hervorgerufenen langsamen Volumsänderungen der Flüssigkeit ausgleicht, aber gegenüber den von der Flüssigkeit weitergeleiteten kurzen Druckstössen unempfindlich ist. Diese Volumskompensations- vorrichtung kann als oben offener Flüssigkeitsbehälter 11 ausgeführt sein, der mit der Rohrleitung 6 nur durch eine Drosselöffnung 12 in Verbindung steht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung von Verkehrssignalen an Strassenkreuzungen oder-Einmündungen durch eine nachgiebige Schwelle überfahrende Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass der von
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unverdrängbar angeordnete Flüssigkeit auf ein druckempfindliches Signalsteuerorgan, vorzugsweise auf ein Röhrenmanometer mit elektrischer Kontaktgebung, übertragen wird, ohne die Flüssigkeitsmasse wesentlich in Bewegung zu setzen.