DE1588C - Geschwindigkeitsmesser für Eisenbahnzüge - Google Patents

Description

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1S77.

Klasse 20.

FRIEDRICH PETRI in MÜNCHEN.
Geschwindigkeitsmesser für Eisenbahnzüge.

-Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. September 1877 ab.
j Längste Dauer: 26. December 1891.

Zweck des Apparates.

ι. Messung der Geschwindigkeit, mit welcher ein Eisenbahnzug oder eine Locomotive sich auf der Bahn fortbewegt, oder mit welcher die Kolben einer feststehenden oder Schiffsdampfmaschine arbeiten.

2. Abwendung von Gefahren, welche aus mangelnder Kenntriifs einer unerlaubten Geschwindigkeit zu befürchten sind, durch ein Zeigerwerk, welches direct die jeweilige Schnelligkeit anzeigt und durch Glockensignale, welche auf die Ueberschreitung der gestatteten Geschwindigkeit aufmerksam machen.

3. Constatirung" der Maximalgeschwindigkeit

innerhalb eines bestimmten zurückgelegten Weges oder einer bestimmten Zeit und

4. leserliche graphische Darstellung der verschiedenen Geschwindigkeiten in Verbindung mit den zugehörigen Bahnkilometern oder Zeitangaben.

■■ Princip des Apparates.

i Periodische, nicht von einer Station bis zur anderen, ohne Unterbrechung fortdauernde Messung des zurückgelegten Weges durch Zählung der Radumdrehungen und Kolbenhübe innerhalb eines stets sich gleichbleibenden Zeitabschnittes und Reduction dieser jeweiligen Messungen auf die aus denselben sich berechnende Geschwindigkeit für eine Stunde.

Beschreibung des Apparates.

Der Apparat besteht aus:
ι. ■ dem Schalt- oder Zählwerk,
\ 2. dem Uhrwerk,

3. dem Zeigerwerk,

4. der Signal- und Läutevorrichtung,

5. der Registrirvorrichtung.

i. Das Schaltwerk.

Der Balancier a, Fig. 7, mittelst einer Uebertragungsvorrichtung mit der Axe eines Wagens oder einer Locomotive, oder einem Maschinenkolben verbunden, schiebt bei jeder Umdrehung der betreffenden Axe oder bei jedem Hube des Kolbens durch die Schiebstange c das verzahnte Schaltrad d um je einen Zahn vorwärts, so lange die Schiebstange in der punktirten Stellung sich befindet, sohin eingelöst ist.

Das Schaltrad d auf einer Trommel^, Fig. 12, befestigt, in welcher eine Spiralfeder h sich befindet, welche beim Schalten des Rades sich spannt, wird nach vollbrachter Schaltung, wenn die Schiebstange c, Fig. 7, und der Sperrkegel k, Fig. 8, nicht in der punktirten, sondern gezeichneten Stellung sich befindet, sohin ausgelöst ist, durch die Feder h stets wieder in die Lage, wie Fig. 7 und 8 zeigen, zurückgeführt. Dieses Aus- und Einlösen bewirkt die Scheibe .S mittelst der Hebelarme k³ k'° und k², Fig. 7 und 8, indem dieselbe durch ein Uhrwerk E, Fig. 10 und 12, um ihre Axe gedreht wird und während dieser Drehungen infolge der zwei höheren und zwei tieferen Theile ihrer Peripherie entweder, wie dies in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, den Hebelarm k³ niederdrückt und mittelst der mit demselben verbundenen Hebelarme /£⁵ und k^% die Schiebstange c und die Hemmung k auslöst, oder sobald der tiefere Theil der Scheibe 5⁴ infolge deren Umdrehung am Ende des Hebelarmes k³ eintrifft, dessen Aufwärtsbewegung durch eine Feder gestattet und sohin, wie aus der punktirten Zeichnung auch der anderen Hebelarme k⁵ und &² zu ersehen, die Schiebstange c und den Sperrkegel k einlöst.

Ein auf der Axe des Schaltrades d befestigter Zeiger würde auf einem Zifferblatte m, Fig. 1 und 11, wenn dieses genau den Zähnen des Schaltrades entsprechend eingetheilt wäre, die Zahl der Umdrehungen und bezw. Kolbenhübe anzeigen, welche in der Zeit, während der niedere Theil der Peripherie der Scheibe 5¹ mit dem Hebelarm k³ zusammentrifft und sohin die Schaltung vor sich geht, sich ergeben.

Die tieferen Theile der Peripherie der Scheibe S sind gleich lang, ebenso deren höhere Theile. Die Scheibe selbst wird, wie bereits bemerkt, durch ein Uhrwerk gleichmäfsig um ihre Axe gedreht und wird sohin das Aus- und Einlösen in ganz gleichen Zeitabschnitten erfolgen und das Schalten oder Zählen ebenfalls innerhalb eines stets gleichen Zeitabschnittes vor .sich gehen.

Die bisher beschriebenen Einrichtungen des Apparates (die Scheibe S mit deren Functionen)

repräsentiren das Princip und damit auch das Neue und Eigenartige dieses Geschwindigkeitsmessers, denn durch dieselben werden periodisch und innerhalb eines sich stets gleichbleibenden Zeitabschnittes die Umdrehungen der mit dem Apparate verbundenen Locomotiv- oder Wagenaxe, bezw. der Hübe der verbundenen Maschinenkolben, gezählt.

Der Balancier α bewegt neben dem Schaltrade d auch das verzahnte Rad d' mittelst der Schiebstange c\ Fig. io und 12. Durch Verbindung des auf gleicher Axe mit dem Zahnrad d^l befindlichen Triebrades r¹ mit dem oberhalb desselben angebrachten Zahnrade r¹ wird der mit des letzteren Axe r³ verbundene Zeiger r" die Umdrehungen des mit dem Apparate verbundenen Wagen- oder Locomotivrades ohne Unterbrechung, so lange die Locomotive sich bewegt, zählen und deren Zahl auf dem Zifferblatt r^s, Fig. ι und 11, angeben. Diese Einrichtung dient zur genauen Bestimmung der Durchmesser des verbundenen Rades, indem man mittelst derselben die Anzahl der innerhalb eines gewissen Weges — Kilometer, Meile u. s. w. — gemachten Umdrehungen ersieht und durch Division dieser Zahl in den Weg, die wirklich abgewickelte Peripherie des Rades und hieraus dessen Durchmesser genau findet, was namentlich bei konischen Rädern von Widrigkeit für die richtige Messung der Geschwindigkeit durch den Apparat ist.

Anstatt letzterer Einrichtung kann übrigens auch einer der bekannten Hubzähler angewendet werden.

2. Das Uhrwerk.

Das Uhrwerk E, Fig. 10, 12 und 16, hat den einzigen Zweck, die vorbeschriebene Scheibe *S gleichmäfsig um ihre Axe zu drehen und zwar innerhalb gewisser, sich stets gleichbleibender Perioden.

Diese Perioden können nach dem durchlaufenen Wege oder nach der Zeit bestimmt werden. Für den Apparat, wie solcher gezeichnet ist, wird die Messung für den ersteren Fall innerhalb je eines Bahnkilometers und im zweiten Fall in jeder Minute zweimal vor sich gehen.

Die Dauer der Messung ist in beiden Fällen dieselbe und wurden hierfür 10 Secunden angenommen.

Das Uhrwerk besteht lediglich aus der kräftigen Spiralfeder t, dem mit demselben verbundenen Triebrad f* und einer durch eine Unruhe in gleichmäfsiger Bewegung erhaltenen Hemmung.

Soll die periodische Messung in jedem Kilometer einmal geschehen, so kommt die in den Fig. 10, 12, 15 und 16 gezeichnete Einrichtung, bei welcher das Aufziehen des Uhrwerks durch die Umdrehungen des verbundenen Rades geschieht, zur Verwendung.

Dieselbe besteht darin, dafs der an der Axe £' befestigte Hebel t³ innerhalb je eines von dem verbundenen Wagenrade durchlaufenen Kilometers die Uhrwerkfeder t aufzieht, und zwar durch die Bewegung des Hebels um einen Halbkreis von υ nach v¹, Fig. 16.

Der Hebel t³ macht diese halbkreisförmige Bewegung dadurch, dafs er von dem unter 1. bereits benannten, auch zum Hubzählwerk dienenden Zahnrade r~ mittelst des an letzterem angebrachten beweglichen Mitnehmers u, Fig. 15, fortgeschoben wird, was deshalb in je einem Kilometer einmal geschehen wird, weil das Zahnrad r" so construirt ist, dafs dasselbe bei dreihundert Umdrehungen eines mit dem Apparate verbundenen Rades sich einmal um seine Axe ganz herumbewegt, sohin bei einem Durchmesser von circa 1 in hierbei circa 1 km durchläuft.

Dafs der Hebel t³ stets nur eine halbkreisförmige Bewegung von ν nach ν' macht, wird dadurch bewirkt, dafs der Mitnehmer u, wenn er den Hebel um einen halben Kreis fortgeführt hat, durch das Prisma v*, Fig. 15, niedergedrückt wird, und infolge hiervon der Hebel/³ mit der Axe. S² durch die Uhrfeder und das Uhrwerk wieder in die erste Stellung nach ν geführt wird. Der Hebel t³ bewirkt bei jeder solchen Rückbewegung mittelst der Federstifte s ⁶ und s⁷ auch die Umdrehung der Scheibe S, Fig. 7, 10, 15 und 16, um einen halben Kreis und hierdurch die unter 1 beschriebene periodische Zählung der Radumdrehungen oder Kolbenhübe.

Soll die Messung nach der Zeit und zwar in je einer Minute zweimal vor sich gehen, so fällt der vorgenannte Mechanismus, durch welchen die Uhr innerhalb je eines Kilometers mittelst des Rades r² und des Hebels t³ aufgezogen wird, weg und ist dann die Scheibe 5 auf der Axe S¹ zu befestigen und das Uhrwerk durch eine andere der bekannten Vorrichtungen aufzuziehen. Die Scheibe wird sich alsdann, so lange das Uhrwerk aufgezogen ist, gleichmäfsig in je einer Minute einmal ganz um ihre Axe drehen und sohin zweimal die nöthige Zählung bezw. Messung bewirken.

3. Das Zeigerwerk.

Wie bereits unter 1 bemerkt, würde ein auf der Axe des Schaltrades rf¹, Fig. 12, befestigter Zeiger auf einem Zifferblatte die in je einer Minute zweimal vorkommende Zählung der Radumdrehungen genau anzeigen, es würde jedoch der Zeiger beim Rücklauf der Axe nach vollbrachter Zählung auch stets wieder auf den Nullpunkt mit zurückgeführt werfen, was das Ablesen während der Fahrt sehr erschweren müfste. Es wurde deshalb das Zeigerwerk, Fig. 10, 11 und 12, so construirt, dafs der Zeiger /' nicht auf der Axe / des Schaltrades, fest angebracht ist, sondern von dieser Axe mittelst des Mitnehmers Γ¹ nur vorgeschoben und durch das mit dem Zeiger verbundene Zahnrad /nebst Sperrkegel/⁴, Fig. 11, am Rücklauf verhindert wird. Drückt man auf die Ver-

langerung des Sperrkegels t'°, so wird derselbe das Zahnrad /auslösen und der Zeiger/¹ dann entweder auf den Nullpunkt oder jener der gerade vor sich gehenden neuen Messung durch die Spiralfeder /³ zurückgeführt werden. Wird der Apparat zur Messung der Geschwindigkeiten an Stativ- oder Schiffsdampfmaschinen verwendet, so mufs das Zifferblatt genau den Zähnen des Schaltrades d entsprechend eingetheilt werden und wird dann der Zeiger auf demselben genau die Anzahl der Kolbenhübe innerhalb der zur Messung bestimmten Zeit angeben.

Es wurden io Secunden hierfür angenommen; es kann aber diese Zeit beliebig geändert werden.

Bei Verwendung des Apparates für Loconiotiven oder Eisenbahnwagen erhält das Zifferblatt eine derartige Eintheilung, dafs der Zeiger auf demselben genau die jeweilige Geschwindigkeit/ in Kilometern, Meilen, · Wersten u. s. w. für eine Stunde berechnet, anzeigt.

Diese Berechnung gründet sich auf die Gröfse des Durchmessers des mit dem Apparate verbundenen Wagen- oder Locomotivrades, bezw. dessen sich bei je einer ganzen Umdrehung auf den Eisenbahnschienen abwickelnder Peripherie.

Wie aus der folgenden Zusammenstellung ersichtlich, wird sich z. B. ein Rad von o,₉8 m Durchmesser bei einer Geschwindigkeit von ιoo km pro Stunde 90mal ih 10 Secunden um seine Axe drehen. Für dieses Rad würde sohin das Zifferblatt so einzutheilen sein, dafs an jener Stelle desselben, welche 90 Zähnen des Schaltrades entspricht, die Zahl 100 für die Geschwindigkeitsmessung nach Kilometern zu setzen wäre.

Die Kreiseintheilung von ο bis zu diesem Punkte wird dann in 100 gleiche Theile getheilt und, wie in Fig. 1 und 11 ersichtlich, von 5 zu 5 km mit den Ziffern 5, 10, 15, 20 u. s. w. bezeichnet.

	Raddurchmesser in Metern	°>9	°>.93	°>95	0.98	IjO	I ft	4	4	4	3	3	KiIo-
0,8						8	8	8	7	7	meterzah]
	Anzahl		der Radumdrehungen in 10 Secunden.	14	13	13	12	II	per
	5	5	i8	17	17	16	15	Stunde.
0	9	9	23	22	22	20	18	S- <
II		14	28	27	27	24 .	22	IO
16	19	18,	33	32	32	28	26	15
22	24	23	37	36	35	32	30	20
27	29	28	42	41	40	36	33	25
33	34	33	47	45	44	40	37	30
38	39	38	51	49	48	44	40	35
44	44	43	56	54	53	48	44	40
49	49	48	61	59	58	52	48	45
55 ■	54	52	66	64	62	56	51	50
60	59	57	70	68	.66	60	55	55
66	64	62	74	72	70	64-	59	60
72	69	67	79	77	75	68	63	65
77	74	72	84	82	80	72	66	70
82	78	76	93	90	88	80	73	75
88	83	81		80
93		86 (		85
99	98	95		90
110		100

Selbstverständlich mufs bei Aenderung des Durchmessers des Rades, sei es infolge dessen Abdrehung oder Auswechselung ein anderes Zifferblatt verwendet werden. Dieselben sind von Carton und können mit Leichtigkeit angefertigt und ausgewechselt werden.
... Aufser diesem Zifferblatt mit Zeiger zur Ablesung der jeweiligen Geschwindigkeit besitzt der Apparat noch einen Maximumzeiger, auf welchem nach beendigter Fahrt oder in gewissen Perioden die Maximalgeschwindigkeit, welche während derselben stattfand, abgelesen werden kann.

■ Es dient hierzu die wie das Zifferblatt m eingetheilte Scheibe n^r, Fig. 1, 8, 10, 11 und 12, welche durch das mit demselben verbundene Zahnrad n¹, der Bewegung des Schaltrades d folgend, .wie dieses um seine Axe geschoben wird und somit, gleich dem Zeiger auf dem Zifferblatt tn, an dem Stift «⁸ die Geschwindigkeit anzeigt, ohrie jedoch vom Fahrpersonal auf den Nullpunkt zurückgeführt werden zu können, da die Maximumzeigerscheibe durch das Sperrrad n^A und den Sperrkegel n⁵ am Rücklauf gehindert ist. Nur durch Einführung eines besonderen Schlüssels bei«⁶, Fig. 11, kann diese Rückführung geschehen.

4. Die Signal- und Läutvorrichtung.

Fig. 16 zeigt die Construction dieses Läutwerkes. Die Signalglocke g⁶ ertönt infolge Anschlagens des Hammers g* an dieselbe. Der Hammer ^⁵ wird durch die an dem Metallreif ^¹ angebrachten Vorsprünge g³ in Bewegung gesetzt. Der Metallreif g^l an der Peripherie, wie das Zifferblatt des Apparates eingetheilt, ist auf der Trommel g, Fig. 10 und 12, derart angebracht, dafs er um dieselbe gedreht und durch

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die Stellschraube g², Fig. 16, an jedem beliebigen Theilstrich derselben festgestellt werden kann.

Da die Trommel g, Fig. 7 und 16, mit dem Schaltrade d fest verbunden ist, mufs auch der Metallising g¹ mit dessen Vorsprüngen g³, so lange der Apparat in Thätigkeit ist, sich gleich dem Schaltrade d und «dem Zeiger I¹ um die Axe bewegen und werden die Vorsprünge g³ den Glockenhammer g^s durch den Hebel g* in Thätigkeit setzen und dadurch das Glockensignal geben, sobald die Geschwindigkeit eintritt, für welche der Metallreif durch die Stellschraube g² festgestellt ist.

Ist z. B. der Metallreif am 60. Kilometer-Theilstrich festgestellt, so wird bei Erreichung dieser Geschwindigkeit die Signalglocke ertönen, ist derselbe auf 75 km gestellt, so wird das Glockensignal bei Erreichung dieser Geschwindigkeit erschallen u. s. w.

5. Vorrichtung zur graphischen
Registrirung.

Die graphische Registrirung geschieht auf einem Papierbande, welches durch das Uhrwerk mittelst der Scheibe S, der Verbindungsgestänge x¹'¹ x'³ und x^iA und durch die Frictions walze x'\ Fig. 13 und 14, über den Laufwalzen y³ unter dem Schlitten 0 fortbewegt wird und zwar durch die Schreibrolle o³, welche von den an derselben anliegenden zwei Färbrollen o⁵ mit Farbe versehen wird. Diese Schreibrolle 0 ³ ist in dem Schlitten 0 angebracht und wird mittelst einer Feder o* an das Papierband während seiner Function gedrückt. Diese Function findet statt, so oft das Schaltrad d durch das unter 1 beschriebene Einlösen mittelst der Scheibe 5¹ die Zählung der Radumdrehungen und sohin die Messung der jeweiligen Geschwindigkeit vornimmt, und wird bewirkt durch das mit dem Schaltrade d verbundene Zahnrad g^a und die am oberen Theile des Schlittens ο angebrachte Zahnstange.

Findet die periodische Messung (s. unter 2) innerhalb je eines Bahnkilometers statt, so wird mittelst der eben beschriebenen Vorrichtung auf dem Papierbande, welches am Nullpunkte, Fig. 3 und 4, mit einer Kilometer-Eintheilung versehen ist, innerhalb je eines solchen Kilometertheilstriches rechtwinklig auf die Längenaxe des Papierbandes eine farbige Linie gezogen, deren Länge vom Nullpunkte aus gemessen der durch den Apparat zur Zeit gemessenen Geschwindigkeit entspricht. Diese Registrirung weist somit die in jedem Bahnkilometer stattgefundene Geschwindigkeit graphisch nach, nicht aber die Fahrzeiten von einer Station zur anderen und die Stationsaufenthaltszeiten.

Sollen auch die Fahr- und Aufenthaltszeiten registrirt werden, so erhält der Apparat die Einrichtung, dafs das Uhrwerk (s. unter 2) durch die Scheibe S eine zweimalige Messung in jeder Minute bewirkt.

Alsdann wird, wie Fig. 5 und 6 zeigen, auf dem am Nullpunkte mit einer Minuteneintheilung versehenen Papierband in je einer halben Minute der Fahrt eine der vorbeschriebenen Geschwindigkeitsmessungen und gleichzeitig die Fahrzeit von Station nebst der Aufenthaltszeit in Minuten direct ablesbar registrirt werden.

Neu und eigenartig ist an dem vorbeschriebenen Geschwindigkeitsmesser die unter 1 beschriebene Zählung der Radumdrehungen oder Kolbenhübe in bestimmten gleichen Perioden und während eines bestimmten gleichen Zeitabschnittes, auf welchem alle anderen Einrichtungen des Apparates beruhen. Es sind diese folgende:

1. Die unmittelbare Messung der Geschwindigkeiten für Locomotiven und Eisenbahnzüge, aus diesen periodischen Zählungen nach Kilometern, Meilen,. Wersten u. s. w. für je eine Stunde berechnet, durch den Apparat selbst, sowie das Anzeigen dieser Geschwindigkeiten mittelst eines Zeigers auf einem Zifferblatte derart, dafs die jeweilige Geschwindigkeit vom Locomotivführer- oder Zugführerplatze aus direct abgelesen werden kann.

2. Der auf der beschriebenen periodischen Messung beruhende Maximumzeiger, durch welchen die Maximalgeschwindigkeit innerhalb eines bestimmten zurückgelegten Weges oder einer bestimmten Zeit constatirt wird.

3. Das ebenfalls auf dem genannten Principe der periodischen Messung beruhende Läutwerk, durch welches bei Ueberschreitung einer vorher am Apparat bestimmten und gestellten Geschwindigkeit Glockensignale ertönen, und

4. die durch die Anwendung dieser periodischen Messung ermöglichte Art und Weise der graphischen leserlichen Darstellung der verschiedenen Geschwindigkeiten in je einem Bahnkilometer oder je einer halben Minute.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.