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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr. 18444. ALFRED OESTERREICHER UND LORENZ NEMELKA IN WIEN.
Elektrische Blocksignaleinrichtung.
Vorliegende Erfindung betrifft ein zur Sicherung von Folgezügen dienendes BlockSystem, bei welchem das Stellen der Signale oder Weichen im allgemeinen auf automatischem Wege erfolgt. Bei diesem automatischen Blocksystem wird der zum Betrieb erforderliche Strom mittelst eines auf dem Zuge angeordneten Stromabnehmers von einer örtlich angebrachten Oberleitung entnommen und unter Vermittlung der Erde als Rückleitung in den zum Stellen des Signales oder der Weiche des befahrenen Blockes dienenden Elektro- motor geleitet, sowie auch ein Strom mittelst einer Leitung und der Erdrückleitung in den Elektromotor des Vorblockes geleitet wird, wodurch das Stellen des Signales oder der Weiche des befahrenen Blockes auf"Halt"und des Vorblockes auf"Frei"vermittelt wird.
Der hiebei unter Einwirkung des Zuges die Signalmotoren betätigende Blockapparat ist durch zwei abwechselnd stromleitende Zuleitungen und eine gemeinsame Rückleitung mit dorn zugehörigen Signalmotor, sowie durch eine Leitung mit dem gleichen Blockapparat des Vorblockes verbunden und mit einer durch einen elektrischen Selbstunterbrecher betriebenen Schaltvorrichtung versehen, welche bei Beendigung der Motorbewegung die jeweilig stromleitende Zuleitung unterbricht, dagegen die andere Zuleitung zur Betätigung des Motors schliesst.
Letzterer betätigt zwei Schaltereinrichtungen, von denen die eine den Motor nach erfolgtem Stellen des Signales oder der Weiche durch Stromunterbrechung abstellt, während die andere in bekannter Weise eingerichtete Schaltereinrichtung die für den umgekehrten Gang des Motors notwendige Lcitungsverbindung herstellt, so dass die Ut. stellung des Signales oder der Weiche durch einen Folgezug unter Vermittlung des zugehörigen. an die Oberleitung angeschlossenen Blockapparates bewirkt werden kann.
In den Fig. 1, 2 und 3 der beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform des zum Stellen des Signales oder der Weiche dienenden Elektromotors in Verbindung mit den von demselben zu betätigenden Schaltereinrichtungen, im senkrechten Längenschnitt, in der Draufsicht und Endansicht dargestellt. Fig. 4 zeigt den Blockapparat im Aufriss bei abgenommener vorderer Gehäusedeckplatte. Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt durch diesen Blockappar, at. Fig. 6 zeigt diesen Apparat im kleineren Massstabe in der Vorderansicht.
Fig. 7 zeigt das Schaltl1ngsschema fur das Blockwerk eines einzigen Streckenblockes bei einer zweigeleisigen Anlage. Fig. 8 zeigt den in der Station angeordneten, zum Stellen des Einfahrtsignalos dienenden Apparat in Verbindung mit einer die Stellung des Signales oder der Weiche angebenden Kontrollvorrichtung, wobei die vordere Gehäusedeckplatte entfernt ist. Fig.') zeigt diesen Apparat in kleinerem Massstabo in der Vorderansicht. Fig. 10 ist ein vertikaler Schnitt durch diesen Apparat und Fig. 11 zeigt das Schaltungsschema für denselben. Die zusammengehörigen Fig. 12, 12 a und 12b zeigen das Schaltungsschema einer vollständigen zweigeleisigen Anlage mit drei Streckenblocks.
Der zum Betriebe erforderliche Strom wird vorteilhaft von Akkumulatorenbatterien geliefert. Die Aufstellung derselben erfolgt entweder in den Stationen, wobei den Zwischen-
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@ beweglichen Ladestation aus geladen werden kann. Bei der im Schaltungsschema Fig. 12 bis 12b gezeichneten Anlage, welche drei Blockposten Pl, P2 P umfasst, ist die zuletzt erwähnte Anordnung der Akkumulatorenbatterien a gewählt und die in dem anderen Falle in den Blockstrecken anzuordnende Speiseleitung aX durch Strichpunktlinien angedeutet.
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Die Blockierung der bereits befahrenen Blockstrecke und die Doblockicrung des Vorblockes erfolgt unter Vermittlung des Zuges durch eine in jedem Blockposten angebrachte Leitung o mittelst eines einzigen in jeder Blockstrecke örtlich angebrachten Stückes einer Oberleitung 0 oder eines einzigen Schienenkontaktes, wobei diese Leitung o über dem zugehörigen Blockwerk von der Akkumulatorenbatterie a Strom erhält. Dieser Strom wird von der Oberleitung 0 durch einen Stromabnehmer b (Fig. 12) bekannter Art entnommen und mittelst der Lokomotivräder und des Geleises durch die Erde der Batterie wieder zugeführt.
Die Stellung der Signale oder Weichen erfolgt durch je einen Elektromotor, welcher als Gleichstrommotor beliebiger Type ausgeführt sein kann, der sich bloss durch die Einrichtung seiner Ankerwelle von den gebräuchlichen Elektromotoren unterscheidet. In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein zweipoliger Gleichstrom-Serienmotor M der bekannten Manteltype dargestellt, welcher mit einem Ringanker R gebräuchlicher Art, sowie mit Kohlenbürsten C versehen ist, die mit Rücksicht auf die Umkehrbarkeit der Drehrichtung verstellbar sind.
Die Ankerwelle d ist hohl und besitzt in der Mitte einen mit Innengewinde versehenen Teil, in welchen eine Gewindespindel e eingeschraubt ist. Das Gewinde besitzt möglichst geringe Ganghöhe, um eine zu rasche Achsialverstellung der Spindel e beim Drehen der
Ankerwelle zu verhindern. Die Gewindespindel besitzt an beiden Enden im Querschnitt kantige Verlängerungen e1 und e2, welche durch entsprechend geformte Öffnungen der in den Seitenwänden des Motorgehäuses befindlichen Lager e3 für die Zapfen der hohlen
Ankerwelle d nach aussen dringen. Die beiden Verlängerungen el, e2 bilden die Führungs- stangen für die Gewindespindel e und verhindern gleichzeitig die Drehung derselben.
Die
Führungsstange el ist an ihrem Aussenende mit einem Zapfen f vorsehen, der in einen
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versetzt, so wird die an der Drehung gehinderte Spindel e gezwungen, sich achsial zu vorstellen, so dass der Zapfen f die Welle G verschwenkt und die Umstellung des Signales
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Winkel bis zu 900 verschwenkt werden.
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Im nachfolgenden ist zunächst an der Hand der Fig. 7 die Leitungsverbindung wischen dem Motor M der Akkumulatorenbatterie a und den beiden vorerwähnten Schalter- einrichtungen naher beschrieben, um die Wirkungsweise der letzteren erklären zu können.
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den unteren Kontakten j der Stabilitscheibe h verbunden. Bei der in Fig. 1 gezeichneten Endstellung des Motors steht das Signal- auf" Halt" und die beiden Schaltereinrichtungen nehmen die im Schaltungsschema (Fig. 7) auf der rechten Seite gezeichneten Stellungen ein, bei welchen die Bürste k die Kontakte i und j verbindet, während der Kontakt zwischen i1 und j unterbrochen ist.
Der nächste Stromimpuls, welcher die Stellung des Signales auf Frei"bezweckt, kann nur durch die mit i verbundene Zuleitung 1 erfolgen, da dieselbe durch die Bürste k an j und demgemäss an den Motor angeschlossen ist, während die Leitung 11 zwischen il und kl unterbrochen ist. Der Strom verläuft nun
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Scherenkontakt 13, Kontakt 10, Motoranker R, Kontakt 11, Kontakt 12, Schalterarm 16, Klemme 24 durch die Feldmagnetbewicklung F und Leitung 111 zurück zur Batterie a. Der Motor stellt das Signal S und die Bürsten k, k1 um. Die stromleitende Bürste k verlässt gegen Ende der Signalumstellung den Kontakt i, während die Bürste kl mit il in Berührung kommt. Hiedurch wird der Motor stromlos.
Mittlerweile hat sich auf der anderen Seite des Motors folgendes abgespielt : Bei der Bewegung der Gewindespihdel e nach links stösst die Mitnehmernase 21 an das Querstück 20 und nimmt zunächst den lose auf der Welle 14 sitzenden Arm 19 mit, ohne die Schalterhebel 15, 16 und 151, 161 zu bewegen. Hiebei wird die Feder 18 solange gespannt, bis der Arm 19 mit dem auf der Welle 14 sitzenden Arm 17 in eine Linie fällt, wie dies in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Überschreitet nun der Arm 19 diese Stellung, so reisst die Feder 18
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anker B, Kontakt 10, Schalterarm 15, Klemme 24 durch die Feldmagnetbewicklung F und Leitung 111 zurück zur Stromquelle.
Da der Strom im Anker in umgekehrter Richtung verläuft, so wird sich derselbe in einer der früheren entgegengesetzten Richtung drehen und die Achsialverstellung der Gewindspindel e nach rechts bewirken, wobei die Kontaktbürste kl schliesslich den Kontakt il verlässt, die Bürste k wieder mit i in Berührung kommt und die Mitnehmernase 22 den Umschalter wieder in die ursprüngliche Stellung
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den Signalstellungen mit je zwei roten und grünen Kreisen versehen ist, von denen je einer in einer Öffnung 37 (Fig. 6) der Gehäusovorderwand erscheint und die jeweilige Stellung des Signales angibt. Die genannten Teile sind auf einem Rahmen 38 angeordnet, der zwischen Führungsrippen 39 leicht in das Gehäuse L eingeschoben werden kann. Das Gehäuse L nimmt bei einer zweigeleisigen Strecke zwei solcher Apparate auf.
Der unterhalb der beiden Apparate befindliche Raum des Gehäuses dient zur Aufnahme der beiden Klemmen-oder Schaltbretter 40 für den Anschluss der Leitungen an den Blockapparat. Oberhalb des Gehäuses L sind noch die erforderlichen Wecker w (Fig. 12), Bieisicherungcn und Blitzschutzvorrichtungen bekannter Art angebracht.
In den Fig. 12, 12a und 12 b sind die oben erwähnten Schaltbretter bloss durch die Klemmen 1-9 versinnlicht, während alle übrigen in Fig. 4 ersichtlichen Hilfsklemmen weggelassen sind. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist die Kontaktbürste 33 durch die Leitung 42 an die mit der Zuleitung 1 verbundene Klemme 3, die Kontaktbürste 34 durch die Leitung 43 und Klemme, 2 an die Zuleitung 11 und die Kontaktbürste 35 durch die Leitung 44 und die Klemme 7 und 6 an die Rückleitung III gelegt. Die Kontaktbürsten 331 und 341 sind durch die Leitung 45 parallel an die Klemme 5 gelegt, welche durch die
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Blockapparates im Vorblock verbunden ist.
Ferner ist die Kontaktfeder 29 an die Klemme 1, die Kontaktfeder 31 an die durch die Leitung o mit der Oberleitung 0 verbundene Klemme 9 gelegt, während die Kontaktfedern 30 und 32 durch eine Leitung 48 über den gebräuchlichen Wecker w, die Elektromagnetwicklung l mit dem Ankerhebel m verbunden sind, dessen zugehörige Kontaktschraube u an die zur Klemme 5 führende Leitung 45 gelegt oder unmittelbar mit dieser Klemme verbunden ist. Die Klemme 4 ist einerseits an die Rückleitung 777, andererseits durch eine Leitung 49 an die Stromquelle a angeschlossen.
Es sei nun zunächst die Wirkungsweise des Blockapparates für sich allein näher beschrieben. Wird Strom durch den Elektromagnet geschickt, so zieht derselbe seinen Anker 11 an, der mittelst der Schaltklinke p das Schaltrad l'und daher auch die Wolle q der Kontaktmesser 26, 27, 271 um ein Stück dreht.
Beim Anziehen des Ankers wird der Kontakt bei der Schraube u aufgehoben, so dass der Strom unterbrochen, der Elektromagnet stromlos wird, wodurch die Feder n den Anker abreisst und wieder Stromschluss bei 10 IJerstellt. Bei einem längeren Stromschluss gelangt also der Anker in schwingende Bewegung, wodurch die jeweilig mit den Kontaktbürsten in Berührung befindlichen Messer (26 oder 27, 271) ausgehoben und die anderen Messer (27, 271 oder 26) eingerückt werden. Das rechtzeitige Stehenbleiben der Schalterwelle q wird durch die auf den Messing- ringen s, s1 befindlichen Isoliernasen t, t1 erreicht, welche in dem Augenblicke, in dem das zugehörige Messer bezw. die Messer den Kontakt herstellen, die Kontaktfedern 29, 30
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dieser Stelle herbeiführen.
Die Verwendung dieses mit Selbstunterbrecher versehenen Blockapparates bietet den Vorteil, dass bei atmosphärischen Entladungen kein Einfluss auf den mockapparat ausgeübt wird, da durch einmalige Anziehung des Ankers keine Ein-oder Ausschaltung der Kontaktmesser erfolgen kann.
Die Wirkungsweise des ganzen Blocksystems beim Befahren einer zweigeleisigen Strecke soll nun au der Hand der Fig 12, 12a und 12b näher beschrieben werden. In diesen Figuren seien die Posten P und P3 als Ausfahrt-bezw. Einfahrtstationen gedacht, zwischen welchen bloss ein Streckenblockposten p2 vorhanden ist. Die Bezeichnungen in diesen Figuren sind denjenigen der anderen Figuren entsprechend gewählt. Bi, B2... sind die aufeinander
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RI, R2, RJ.,. die Anker der Motoren, Z1, Z2... sind die Züge. Jedes Geleise ist durch eine einzige Linie dargestellt. Bei den Stationen ist bezüglich der Freigabeapparate keine Rücksicht auf zentrale Weichenstellung genommen, da dieser Fall später behandelt wird.
Es soll nun die Tätigkeit der Apparate beim Befahren des Blockpostens P2 beschrleben werden. Das Signal S3 steht noch auf #Frei". Sobald der Stromabnehmer b auf die-Oberleitung 03 (Fig. 12a) aufläuft, wird folgender Stromkreis hergestellt : Von der
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bürsten 34, 341, Leitung 45, Klemme 5 zurück zu a2.
Gleichzeitig wurde aber auch für die im Dlockposten P1 gelegene Batterie al folgender Stromkreis hergestellt. Durch die Drehung der Schalterwelle q im Blockapparat B3 wurde auch der Kontakt bei 35, 351 geschlossen. Es fliesst daher von der Batterie al des Blockpostens p1 ein Strom zur Klemme 4 des Blockapparates B', von hier zur Klemme 6 desselben Apparates, zur Erde, durch dieselbe zur Klemme 6 bezw, 7 des Blockapparates Bs und Leitung 44 zu 35, durch Messer 271 zu 351, zur Klemme 8 (in B3) und durch Leitung 47 zu Klemme 1 des Blockapparates Bl. durch Feder 29, Messingscheibe s zu
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Leitung 46 zur Batterie al des Postens P1 zurück.
Hiedurch wird die Schaltvorrichtung des Blockapparates Bl in Tätigkeit gesetzt, wobei der Kontakt 34, 341, 35, 351 und 29, 30 aufgehoben und der Kontakt bei 31, 32 und 33, 331 geschlossen wird. Durch das Schliessen des Kontaktes bei 33, 33] gelangt Strom in den Motor des bisher auf "Halt" stehenden Signales 81 und bewirkt die Freigabe desselben. Diese Freigabe kann jedoch erst dann erfolgen, wenn das Signal 83 tatsächlich auf" Halt" gestellt worden ist, da dem Vorausgehenden zufolge die Umschaltung und die erforderliche Leitungsverbindung erst in der "Halt"-Stellung diesed Signales durchgeführt ist.
Der die Freigabe des Signale, ; SI bewirltende Strom geht von der Batterie al des Pfostens Pl zur Klemme 4 des Apparates B über Leitung III zur Feldmagnetwicklung F1, Klemme 24, Schalterarm 16, Klemme 12, Klemme 11,
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durch strichpunktierte Linien angedeutete Speiseleitung a-x Strom erhalten, so entfallen in diesen Streckenblocks die Leitungen 49, während die Leitung 46 an diese Speiseleitung gelegt ist. Der selbsttätige Betrieb erfolgt ausschlielàlich auf der offenen Strecke
Bei der Einfahrt in die Station kann jedoch der Fall eintreten, dass infolge von Rangierungen das Einfahrtgeleise noch nicht frei ist, in welchem Falle auch das Einfahrtsignal nicht auf #Frei" gestellt werden darf.
Zur Freigabe desselben dient ein besonderer Apparat, der von dem diensthabenden Beamten betätigt wird. Dieser Apparat wird bei Stationen mit zentraler Weichenstellung mit der Sicherungsanlage entweder mechanisch oder elektrisch in Abhängigkeit gebracht. Der letztere Fall ist im Schaltungsschema (Fig. 12, 12a, 12b) veranschaulicht. Die Einrichtung dieses Apparates zeigen die Fig. 8
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einer darunter befindlichen Kontrollvorrichtung, welche den jeweiligen Stand des Einfahrtsignales durch verschiedenfarbige (rote und grüne) Blendung eines Fensters des Apparates anzeigt. In dem Gehäuse V sina bei zweigeleisigen Anlagen zwei der nachstehend beschriebenen Apparate angebracht. Auf einer aus Isoliermaterial hergestellten Platte 50 sind zwei mit Anschlussklemmen versehene, gekrümmte Kontaktstücke 51 52 angebracht.
Die Platte 50 ist mittelst in derselben vorgesehener Öffnungen auf die vorstehenden Enden der Kerne 53 eines Elektromagneten v aufgeschoben und an der Rückwand des Gehäuses V befestigt. Zwischen den beiden Spulen des Elektromagneten ist eine Welle 54 angeordnet, auf welcher durch eine Büchse isoliert die Kontaktbürste 55 angebracht ist, die bei der Normalstellung der Welle 54 ausser Berührung mit den Kontakten 51 und 52 ist, während durch eine Drehung der Welle entgegengesetzt der Uhrzeigerbewegung (Fig. 8) die Bürste 55 diese Kontakte leitend miteinander verbindet.
Der die Kupferbürste 55 tragende Arm 56 ist mit einem seitlichen Ansatze 57 versehen und durch eine Zugfeder 58 mit der Platte 50 verbunden. Über die Welle 54 ist der Elektromaguetanker 59 geschoben, welcher durch eine diese Welle umgebende Schraubenfeder 60 von den Magnetkernen abgedrückt wird, so lange der Elektromagnet stromlos ist. Der Anker ist durch lose denselben durchdringende Messingbolzen an der Drehung gehindert. An den Anker ist seitlich ein federnder Haken 61 befestigt, in welchen bei Umstellung des Schalters bezw. der Wolle 54 der
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Ansatz 57 oinklinkt, wodurch der Schalter in der Schliessstellung gehalten wird. Das aus lem Gehäuse ragende Ende der Schalterwelle 54 ist mit einer Kurbel oder Handhabe ic versehen, mittelst deren diese Welle gedreht werden kann.
Die in dem Gehäuse V unterhalb des Umschalters angeordnete Kontrollvorriclltung besteht aus zwei Elektromagnetspulen 62, 63, zwischen deren Kernen ein auf der Welle 64 angebrachter Anker 65 hin und her schwingen kann. Auf der Welle 64 ist noch eine Scheibe 66 befestigt, welche mit zwei Abflachungen 67 versehen ist. An die letzteren legt sich eine Stahlfeder 68 in den beiden Endstellungen des Ankers an und verhindert ein Zurückfallen desselben beim Unterbrechen des durch den Elektromagnet 62, 63 fliessenden Stromes. An dem Untorende des Ankers sind zwei Mitnehmerstifte 69 angebracht, welche bei der Ankerschwingung einen um 70 drehbaren Hebel 71 mitnehmen.
An dem oberen Ende dieses Hebels sind die Kontrollsignalscheiben 72 (rot) und 73 (grün) befestigt, von denen je nach der Stellung des Ankers die eine oder andere Scheibe in dem Fenster 74 der vorderen Gelbäusedeckplatte erscheint. Unterhalb der Kontrollvorrichtung ist das Schaltbrett 75 mit den zum Anschliessen der Leitungen notwendigen Klemmen angeordnet.
Die eine Elektromagnetspule (62) der Kontrollvorrichtung ist, wie aus dem Schaltungsschema (Fig. 11) ersichtlich, mit der Bewicklung des Schalter-Elektromagneten l'hintereinander in die zu den bezüglichen Leitungen I und 111 des Blockwerkes führenden Leitungen 11 und III1 eingeschaltet, während die andere Spule (63) zwischen der zu II führenden
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schema (Fig. 12 bis 121)) ist der Schalter ("51, 52, 55) durch einen einfachen Taster 55 und einen Kontakt 51 ersetzt, der an die Erde gelegt ist. Taster 55 ist durch Leitung y an die Klemme 1 des Blockapparates B2 bezw. B5 im Posten P1 bezw. P3 gelegt.
Im nachfolgenden ist die Wirkungsweise des Schalters zum Stellen des Einfahrtsignales näher beschrieben. Soll das Einfahrtsignal auf"Frei"gestellt werden, so dreht der diensthabende Beamte den Schalter mittelst der Handkurbel x nach links (Fig. 8). Hiedurch gelangt der Ansatz 57 unter den Haken 61 und wird somit die Bürste 55 in der Schliessstellung festgehalten. Die Spiralfeder 58 wird hiebei gespannt.
Durch das Schliessen des Kontaktes 51, 55 (Schaltungsschema Fig. 12b) fliesst ein Strom von der Batterie a3 über Klemme 4 des Blockapparates B5 und Klemme 6 zur Erde, durch dieselbe zum Kontakt 51 durch 55 und Leitung y zur Klemme 1 des Blockapparates B5, durch die Federn 29 und 30 über Wecker w5 zur Magnetbewicktung 1, Ankerhebel tis, Leitung 45,
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Leitung I1 passierend, die Spule 62 des Kontrollapparates und die Auslösespule t'des vor- beschriebenen Freigabeapparates, welch letztere die selbsttätige Aufhebung des Kontaktes 51 bis 55 bewirkt, indem die Feder Cl von dem Ansatz 57 des Armes 56 abgehoben und letzterer mitte1st der Feder 58 in die Unterbrechungsstellung gebracht wird.
Kommt der Motor zum Stillstand und hört somit auch der Strom in der Leitung J1 auf, so hindert die früher erwähnte Feder 68 das Zurückfallen des Ankers 65 der Kontrollvorrichtung.
Da der Anker 59 durch die Feder 60 von den Magnetkernen 53 des Elektromagneten t' abgehoben worden ist, so steht der Apparat wieder zu erneuter Tätigkeit bereit. Wird nun durch den einfahrenden Zug das Signal in der angegebenen Weise mittelst der Ober-
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denselben einfahren kann. Das sogleich nach der #Halte"-Stellung des Eirfahrtsignales erfolgende Unterbrechen der, Kontakte 51, 55 ist unbedingt notwendig, da durch anhaltendes Schliessen dieser Kontakte das Einfahrtsignal S5 sich aus der Halt"-Stellung sofort wieder in die #Frei"-Stellung begeben würde.
Für den Fall, als durch den Beamten das Einfahrtsignal irrtümlich auf"Frei"gestellt wurde, bevor noch das Einfahrtgeleise frei geworden ist, wird noch ein unter Plomben- verschluss stehender Doppeltaster z in der Station angeordnet, welcher an dia zur Oberleitung 0 führende Leitung o angeschlossen ist, während der zugehörige Schliesskontakt an die Erde gelegt ist. Solange der Taster z niedergedrückt ist, wird der Anschluss der betreffenden Oberleitung (in der Station) und dem Geleise hergestellt, dieser Taster über- nimmt also in diesem Falle die Tätigkeit des Zuges.