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Mechanisches Stellwerk.
Die bekannten mechanischen Stellwerke sind so aufgebaut, dass für die zu stellenden Vorrichtungen imtellwerk Stellrollen nebeneinander angeordnet sind, wobei jede Stellrolle mit einem Hebel versehen ist, durch den sie betätigt wird. Der Hebel bewirkt gleichzeitig mit seiner Handfalle die Bewegung der
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Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Stellwerken und damit auch die Freigabe der einzelnen Hebel erfolgt. Durch diese Anordnung ergibt sich gleichzeitig die Baulänge des Stellwerkes, die je nach der Anzahl der Hebel auch entsprechend länger wird. Die Breite pro Hebel ergibt sich aus der Breite der Stellrollen plus der Breite des Hebels mit Klinken, Handfallen u. dgl. Alle Bemühungen, eine Verminderung der Baulänge herbeizuführen, sind bisher ohne Erfolg gewesen.
Man hat bereits durch möglichste Ersparnis an Baustoffen und Vereinfachung dieser Konstruktionsteile eine geringe Herabsetzung der Baulänge erzielt, jedoch hat man hiebei auf verschiedene wichtige Neuerungen verzichten müssen. Man hat auch bereits vorgeschlagen, den Blockuntersatz oberhalb der Hebelbank anzuordnen ; da jedoch der Griff des Hebels bereits in Manneshöhe liegt, ergibt sich hiedurch eine ziemlich umständliche Betätigung der noch darüber befindlichen Blocktasten, oder aber man hat eine verwickeltere Hebel-und Klinkenkonstruktion mit in Kauf nehmen müssen.
Die Erfindung bringt eine neuartige Lösung der Frage der Verminderung der Baulänge, was dadurch geschieht, dass die einzelnen Hebel beseitigt werden und statt dessen vor den Stellrollen eine verschiebbare, für mehrere Stellrollen gemeinsame Stellvorrichtung angeordnet wird, die mit jeder beliebigen Stellrolle gekuppelt werden kann. Hiedurch wird erstens eine geringere Teilung erzielt, da für die Breite des Stellwerkes jetzt nicht mehr Stellrollen und Hebel massgebend sind, sondern lediglich die Breite der Stellrollen. Zweitens ist es jetzt leichter möglich, den Blockuntersatz oberhalb der Stellrollenbank anzuordnen, da die Bedienung der Fahrstrassenhebel und Blockeinrichtungen durch die Hebelschäfte nicht mehr behindert wird.
Welche ausserordentliche Verminderung der Baulänge sich hiedurch ergibt,
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stellern, einem 20teiligen Block 52 für Stationsblockung und einem vierteiligen Block 53 für Streckenblockung dargestellt ist. Bei Ausführung des Stellwerkes nach der Erfindung, also Ersatz der Stellhebel durch eine verschiebbare Stellvorrichtung, ergibt sich eine Breite der Hebelbank bzw. Stellrollenbank von a. Da man nun den Blockuntersatz oberhalb der Stellrollenbank anordnen kann, erhält das ganze Stellwerk die Breite a gegenüber der bisherigen Breite b, ist also beinahe auf ein Drittel verringert.
Weitere Vorteile der Anordnung gemäss der Erfindung sind, dass die Stellwerksgebäude auch entsprechend geringere Ausdehnung besitzen, dass das Bedienungspersonal kürzere Wege hat und die Übersichtlichkeit des Stellwerkes wesentlich erhöht ist. Hinzu kommt ein geringerer Baustoff auf wand, leichtere Bedienung der Stellrollen, da bei der Kupplung der verschiebbaren Stellvorrichtung mit der Stellrolle sich eine entsprechende Übersetzung verwenden lässt, ferner die Möglichkeit der Lagerhaltung fertiger Stellwerke sowie leichterer Zusammenbau.
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Das Stellwerk selbst weicht von den bisher bekannten Bauarten durch folgende Neuerungen erheblich ab :
1. An Stelle des Stellhebels mit Hebelbock, Hebelschaft und Handfalle tritt eine einfache, mit einem Zahnkranz versehene Seilrolle, die in ihren Grundstellungen durch eine Rollenkupplung mit bestimmter Kraft-ähnlich wie bei einem elektrischen Weichenantrieb-festgehalten wird. Je fünf solcher Stellrollen werden zweckmässig zu einer Stellrollengruppe in einem gemeinsamen Lagerbock zusammengefasst.
2. Die in dieser Weise in 70 mm Teilung zusammengefassten Rollengruppen werden durch einen vor dem Stellwerk verschiebbaren gemeinsamen Stellrollenantrieb betätigt.
3. Der Stellrollenantrieb wird normalerweise durch den in jedem Stellwerk vorhandenen Lichtstrom elektrisch angetrieben. Bei Ausbleiben des Stromes tritt Handbedienung ein, eine Kraftreserve ist also nicht erforderlich.
4. Der Schalthebel des Stellrollenantriebes übernimmt gemeinsam die Funktion aller Hebelschäfte und Handfallen der bisher bekannten Hebelwerke.
5. Doppelsteller werden durch einfache Stellrollen, die nach verschiedenen Richtungen gestellt werden, ersetzt.
6. Jede Weiche kann ohne Mehrkosten im Stellwerk für Hand-und Fernstellung eingerichtet werden.
7. Jede Stellrolle besitzt ein Rüekmeldefenster, aus dem die Lage der Rolle oder eine Störung deutlich hervorgeht.
8. Alle Auffahr-und Ausscherbedingungen der mechanischen Hebelwerke werden vollständig übernommen.
9. Auch das Verschlusssystem der Einheitsform sowie die Einheitssperren werden zweckmässig ohne Änderung übernommen.
10. Das Hebelwerk kann aus einzelnen Hebelwerkteilen hergestellt werden, die aneinandergereiht die gewünschte Baulänge ergeben. Es wird also eine Lagervorrathaltung möglich werden.
11. Das Hebewerk kann ohne Demontage versandt und eingebaut werden.
Aus den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung gemäss der Erfindung in den Grundzügen zu erkennen.
Auf zwei sieh der Länge nach erstreckende U-Eisen 54, 55 sind die Stellrollengruppen 56 aufgebaut, vor denen der Stellrollenantrieb 57 (Fig. 3) verschiebbar angeordnet ist. Ein Zahnrad 1 in dem Antrieb 57, das durch eine Kurbel oder einen Motor in Gang gesetzt wird, wird gekuppelt mit einem an der Stellrolle 56 befindlichen Zahnkranz und dreht hiebei die Stellrollen in derselben Weise, wie es bei den bekannten Stellwerken der Stellhebel bewirkt.
Bei der engeren Teilung des Stellwerkes ist es zweckmässig, den Hub der Fahrstrassenschubstange bedeutend kleiner zu halten als gewöhnlich. Es sind der besseren Übersieht wegen daher zwei Sehubstangen- gruppen vorgesehen. Die untere Schubstangengruppe 59, welche die Verschlusselemente trägt, und die obere Schubstangengruppe 110, welche die Blockwellen 111 angreift und ihrerseits von den Fahrstrassenwellen 112 aus angetrieben werden kann.
Je eine obere und eine untere Schubstange ist auf mehreren in bestimmtenAbständen angeordneten Schwingungen 113 gelagert. Die Hebelarme der Schwingen sind so gehalten, dass die oberen Schubstangen den doppelten Hub von dem der unteren machen.
Durch die Schwingenlagerung lassen sich die nur mit klemmen Knebeln 114 angetriebenen Schubstangen spielend leicht bewegen./
Während oben der normale Schubstangenhub von 30 mm zum Antrieb der Einheitssperren zur Verfügung steht, erhält man unten den notwendigen kleinen Hub von 15 mm.
Der an den Verschlussbalken 38 angelenkte, senkrecht sich bewegende Fühlbalken 36 gleicht das Gewicht des Verschlussbalkens nahezu aus. In seinem oberen Ende trägt er das Rückmeldesehild, das hinter dem Rückmeldefenster 117 angeordnet ist und die Stellung der zugehörigen Stellrolle bzw. ihres Verschlussbalkens anzeigt.
Darüber befinden sich die Fahrstrassenknebel 114, die entweder direkt auf die Blockwelle oder über die Fahrstrassenwelle 112 auf die Schubstange 110 einwirken. Durch eine Glaskappe 118 kann man die Stellung der Sperren gut beobachten. Auch die Rückwände des Stellwerkes können mit Glasverkleidungen versehen werden.
Die Anordnung der normalen Blockfelder und Sperren bereiten keine Schwierigkeiten. Das Stellwerk kann so ausgebildet werden, dass es in Normallänge von 1400 mm auf Lager gelegt und zu den beliebigen Baulängen aus diesen Einzelgruppen zusammengesetzt wird. Die übrigen aus Fig. 2 und 3 ersichtlichen Einzelteile entsprechen der normalen Ausführung. Sie sind der Vollständigkeit halber hier mit eingezeichnet.
Eine Ausführungsform des verschiebbaren Stellrollenantriebes 57 ist vergrössert im Schnitt herausgezeichnet in Fig. 4 von der Seite, Fig. 5 von vorn. Der Stellrollenantrieb muss alle Funktionen der Stellhebel in sich vereinigen. Er muss also alle Aufgaben der Hebelschäfte und Handfallen eines ganzen Hebelwerke erfüllen können. Dies wird durch folgende Anordnung erreicht :
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Stirnrad 1, das bei der Umstellbewegung in die Verzahnung der Stellenrollenkränze 56 eingreift, ist über Welle 2 mit dem konischen Zahntrieb 3 verbunden. Die Drehbewegung auf diesen Zahntrieb wird bei Handbetrieb von Kurbel 10 über Welle 9, konische Zahnräder 8, 7, Welle 6, Kreuzgelenk 5, Welle 4 übertragen.
Die Übersetzung wird beispielsweise so eingerichtet, dass drei Umdrehungen der Kurbel10 einen Drahtweg der Stellrolle von 500 mm ergeben. Dabei macht Zahnrad 1 genau eine ganze Umdrehung.
Bei elektrischem Antrieb wird die vom Motor 16 erzeugte Kraft über Schneckenvorgelege 15, Welle 14, Stirnradvorgelege 12, 11 auf Welle 6 und damit auf Zahnrad 1 übertragen. Die Handkurbel 10 wird dann abgenommen, während das herausstehende Wellenende der Welle 9 durch Handgriff 17 geschützt wird. Mit Handgriff 17 wird der Antrieb seitlich verschoben. Mittels Klauenkupplung 13 kann der elektrische Antrieb bei Handbetrieb abgekuppelt werden.
Zwischen Motor 16 und Schneckentrieb 15 befindet sich die Kupplung 18, welche die auf das Vorgelege ausübbare Drehkraft begrenzt.
Während man den Antrieb seitlich verschiebt, muss Zahnrad 1 entkuppelt sein. Es darf mit einer Stellrolle nur dann gekuppelt werden können, wenn sich der Antrieb an der richtigen Stelle befindet.
Aus diesem Grunde ist Welle 2 in einer zweiwangigen Schwinge 19 gelagert, die um Achsen 20 schwenkbar ist. Drückt man Stange 21 herunter, so geschieht zweierlei :
1. Spurzapfen 22 fühlt in das vor jeder Stellrolle befindliche Spurloch des Flacheisen 23,
2. mit der schrägen Fläche 24 wird die vorher durch Feder 25 zurückgezogene Schwinge 19 vorgedrückt. Hiedurch wird Stirnrad 1 in der Pfeilrichtung mit der entsprechenden Stellrolle 56 gekuppelt.
Die durch Feder 26 hochgehalten Druckstange 21 wird über Hebel 27, Röllchen 28 durch Segment 29 betätigt. Segment 29 ist am Hebel 30 befestigt, der seinerseits über Welle 31 durch Handhebel32 rechts-oder linksherum gedreht werden kann.
Der Umstellvorgang möge an einem Beispiel erläutert werden :
Es soll eine Weichenstellrolle von + in-gebracht werden. Der Antrieb wird in die richtige Stellung vor die Rolle geschoben. Darauf drückt man Handhebel 32 herab. Gleich bei Beginn der Hebelbewegung des Handhebels legt Spurstange 22 den Antrieb fest und bringt Stirnrad 1 mit der Stellrolle in Eingriff. Bei weiterer Drehung fühlt Stössel 33 mit Röllchen 34 in einen Schlitz des Stellwerkes vor.
In dem Schlitz befinden sich schräge Ansatzstücke 35, die am Balken 36 befestigt sind. Balken 36 ist mit dem Verschlussbalken 38 der Weichenstellrolle durch Hebel 37 gekuppelt.
Wäre der Verschlussbalken durch die Fahrstrasse gesperrt, so könnte Hebel 32 gar nicht bis in die Endstellung bewegt werden, eine Bedienung der Stellrolle wäre also auch nicht möglich. Der Fühlbalken 33 ersetzt also die Handfallenstange. Nur dann, wenn der Verschlussbalken gehoben oder gesenkt werden kann, ist eine Schaltbewegung möglich.
Bei der Weiterbewegung des Handhebels 32 wird über Hebel 39 die Handfallenstange 40 E o weit gesenkt, dass Nocken 41 den Versehlusskranz 42 des Stirnrades 1 freigibt. Im letzten Augenblick wird der Springschalter 45 betätigt, der Motor 16 läuft an.
Nach fast einer Umdrehung des Stirnrades 1 stösst Nocken 41 gegen Pendel 43, drückt dieses beiseite und schnellt wieder in die Grundstellung hoch, da Hebel 32 durch Federwirkung in die Grundstellung gerissen wird. Der Motor wird abgeschaltet, der Antrieb entkuppelt und frei gemacht. Er kann jetzt zu einer andern Stellrolle weitergeschoben werden.
Das Umdrehen der Stellbewegung während des Umstellen bei elektrischem Betrieb kann durch Hilfshebel44 vorgenommen werden. Hebel 44 ist durch eine federnde Kupplung mit Welle 31 verbunden.
Hiedurch kann Hilfshebel 44 und damit Schalter 35, bedarfsweise getrennt von Handhebel 32, für sich bedient werden.
Der Stellrollenantrieb läuft auf Wellen 46 und 47. Er soll der leichteren Verschiebbarkeit wegen möglichst im Leichtbau gehalten werden ; die Stromzuführung kann über ein biegsames Kabel erfolgen.
Es ist vorteilhaft, zur besseren Übersieht bei der Bedienung auf der Kopffläche des Antriebes nach Art einer Verschlusstafel in vereinfachter Form die Bedienungsvorgänge bei Einstellen jeder Fahrstrasse wiederzugeben.
Fig. 6 zeigt die zweckmässige Ausbildung einer Stellrollengruppe für Weichen. In dem schmiedeeisernen Lagerbock 60 befinden sich drei durchgehende Wellen 61, 62,63. Auf der Welle 61 laufen nebeneinander beispielsweise fünf Stellrollen 64. Jede Stellrolle hat einen Seilkranz und einen Zahnkranz.
Ein Kuppelröllehen 66 hält mittels Hebels 65 und Feder 67 je eine Seilrolle in den Endstellungen fest.
Der dritte Schenkel des Kuppelhebels 65 ist über die Federkupplung 68 mit Winkelhebel 69 verbunden, dessen einer Schenkel als Sperrhaken ausgebildet ist. Der Verschlussbalken 38, der auch in den Fig. 3 und 4 vorhanden ist, muss bekanntlich bei jedem Ausheben und Wiedereinfallen des Kuppelröllchens 66 in seine Rast zwei Hübe hintereinander nach unten oder in umgekehrter Richtung nach oben machen.
Dies bewirkt der auf Welle 63 gelagerte Schwinghebel 70, in dessen Bolzen 71 oder 72 abwechselnd der mit zwei Ausschnitten vorsehene Hebel 73 eingreift.
Die Zeichnung stellt in ihrem unteren Teil die Grundstellung einer Stellrolle mit eingefallenem Kuppelröllehen 66 dar. Wird beim Drehen der Seilrolle 64 das Kuppelröllchen 66 angehoben, so wird über die Feder 68 die Stange 73 mit nach unten genommen. 73 nimmt den Bolzen 72 mit und dreht hiebei
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die Schwinge 70 im Uhrzeigersinn um die Welle 63. Hiedurch macht der Verschlussbalken 38 die erste Abwärtsbewegung. Bei weiterer Verdrehung der Seilrolle schiebt die exzentrisch abgedrehte Nabe der Stellrolle den Hebel 73 nach links, wobei der Bolzen 71 in die Stange 73 eingreift, während der Bolzen 72 ausgeklinkt ist, wie im oberen Teil der Fig. 6 dargestellt.
Fällt dann am Ende der Bewegung der Seilrolle 64 das Kuppelröllchen 66 in die in der Zeichnung gegenüberliegende Rast ein, so geht der Hebel 73 zwar aufwärts, dreht jetzt aber mit Hilfe des Bolzens 71 die Schwinge 70 weiter im Sinne des Uhrzeigers, so dass der Verschlussbalken 38 den zweiten Teil der Abwärtsbewegung macht.
Beim Ausheben des Röllchens 66 und der hiedurch hervorgerufenen Abwärtsbewegung der Stange 73 und des Verschlussbalkens 38 war auch die Sperre 59 ausgeklinkt worden. Liegt jedoch der Verschlussbalken 38 fest, ist also die Fahrstrasse verschlossen, so ist eine Abwärtsbewegung des Hebels 73 nicht möglich. Dies ist von Bedeutung für den Fall des Drahtbruchs, denn in diesem Falle darf durch Ausheben des Kuppelröllchens 66 die Sperre 69 nicht ausgehoben werden. Der Hebel 65 wirkt auch tatsächlich nur über die Feder 68 auf die Stange 73 und die Klinke 69 ein, ohne diese zu bewegen.
Fig. 7 zeigt die Ausführung einer Stellrollengruppe für Riegel. Die Bewegungen des Verschlussbalkens werden hier durch eine Stellrinne mit Stellrinnenhebel 74 ausgeführt. Stellrinnenhebel 74 und Sperrhebel 75 sind durch Federkupplung 68 verbunden. Jede Stellrolle ersetzt einen Regeldoppelsteller der bisher bekannten Bauarten.
Die Stellrollengruppe für Signale nach Fig. 8 ist in ähnlicher Weise ausgeführt. Die vom Stellrinnenhebel 74 über die Federkupplung 68 angetriebene Welle 76 verschliesst in bekannter Weise die Fahrstrassenschubstange 77 und bewegt die Signalschubstange 73.
Der Aufbau der Stellrollengruppe wird denkbar einfach. Im Vergleich mit einem Stellhebel der bisher ausgeführten Bauformen beträgt die Zahl der Einzelteile noch nicht ein Viertel. Dabei sind diese bequem zu bearbeiten und sehr einfach in der Formgebung.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsart, bei der die Ablenkungsrollen ähnlich wie bei Druckrollen (senkrecht) geschachtelt werden. Je ein oberes und unteres Rollenpaar wird durch zwischengelegt Passstücke 79 voneinander getrennt. Bei ausreichendem Platz vor dem Stellwerkgebäude besteht auch die Möglichkeit,
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zu staffeln.
Obgleich man entsprechend der engeren Stellrollenanordnung auch die Spannwerke enger zusammenrücken bzw. gestaffelt anordnen kann, um auch hier Platz zu gewinnen, ist es doch möglich, noch eine bessere Anordnung zu finden, die dem vorliegenden Zweck der Verkleinerung des Stellwerks dient. Derartige Ausführungen sind in den Fig. 11 und 12 dargestellt.
Fig. 11 zeigt die Skizze eines Signalspannwerkes. Neuartig ist zunächst, dass fünf Einheiten zu einer Gruppe zusammengefasst und in einem gemeinsamen Lagerbock gelagert werden. Das Spannwerk ist als Eingewichtsspannwerk ausgebildet. Es besitzt nur vier Ablenkrollen 85, 86, 87 und 88 gegenüber sechs Rollen bei der bekannten Einheitsform, die Ablenkrollen sind gegeneinander versetzt. Neuartig ist auch die Ausbildung der Sperre, die das Anheben des Gewichtes bei einseitigem Drahtzug verhindert.
Die Seilrollen 85 und 86 sind an einem Trageisen 89 gelagert, das seinerseits drehbar an dem Schenkel 90 des Spannwerks befestigt ist. Bei erheblichem Spannungsunterschied in den Drahtleitungen wird das Trageisen 89 rechts oder links herumgedreht und hebt oder senkt die Zahnstange 91 gegen die Sperrbacken 92 oder 93.
Ein solches Gruppenspannwerk wird wesentlich schmaler und billiger als fünf Einzelspannwerke der bekannten Art. Weichenspannwerke kann man in gleicher Bauart mit kürzeren Reiss-und Ausgleichs- wegen ausführen.
Fig. 12 zeigt eine Abart des Gruppenspannwerkes nach Fig. 11 ohne Sperreinrichtung. Die Sperreinrichtung hat bekanntlich den Nachteil, dass sich stets beim Umstellen unerwünschte Leerwege ergeben, die einen Hubverlust bedeuten. An Stelle der Mehrzahl der Sperrstangen und Sperren ist hier ein einzelnes Hilfssperrgewicht 94 angeordnet, dass seine Druckkraft über Welle 95 und die über jedem Spannwerksschenkel angeordneten Hebel 96 und Laschen 97 oder 98 auf die einzelnen Spannwerke mehrerer Spannwerkgruppen überträgt.
Wird der Spannungsunterschied beim Umstellen in den Drähten so gross, dass die Wirkung des Spanngewichtes 99 überwunden wird, so erfolgt ein Druck auf das Hilfssperrgewicht 94. Dessen Hebel- übersetzung muss nun so gross gehalten werden, dass ein Anheben durch Spannungsunterschiede in einer Doppeldrahtleitung allein nicht möglich ist.
Entsprechend den verschiedenen Winkelwegen der Spannwerksschenkel, die bei gleicher Temperaturdifferenz abhängig von der Leitungslänge sind, werden die Laschen 97 und 98 in verschiedene Löcher der Hebel 96 eingehängt.
Die Vorteile des Stellwerks nach der Erfindung sind bereits oben verschiedentlich erwähnt. Ergänzend sei nur noch gesagt, dass die gedrängte Bauweise und die Möglichkeit, Weichen jederzeit auf Ortsbedienung umzustellen, die Erfindung besonders für mittlere Stellwerke kleinerer Stationen geeignet macht. Aber auch für grössere Bahnhöfe, bei denen man bisher übergrosse Stellwerksgebäude brauchte, wird man es mit Vorteil verwenden können.