DE27836C - Neuerung an selbstthätigen elektrischen Signalvorrichtungen für Eisenbahnen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. März 1883 ab.

Das optische Zeichen besteht aus einer bunten Scheibe, welche in einer Oeffnung des Signalapparatgehäuses erscheint und wieder verschwindet und dadurch anzeigt, ob eine gewisse Strecke des betreffenden Geleises frei oder besetzt ist. Diese Zeichen werden durch die auf dem Geleise befindlichen Züge, Lokomotiven etc. automatisch gegeben, treten in dem Augenblick in Wirkung, in welchem der Zug in die betreffende Bahnstrecke einläuft, verharren dann in dieser Lage bis zu dem Moment, wo das letzte Räderpaar des Zuges die Strecke verlassen hat, so dafs also ein Lokomotivführer eines ankommenden Zuges sich leicht von dem betreffenden Zustand der Bahnstrecke überzeugen kann, ehe er einfährt.

Das Signalgeben beruht auf der Unterbrechung eines elektrischen Stromes, welcher durch Elektromagnete die Signalscheiben dem Auge entzieht; die Unterbrechung des Stromes bewirkt den Eintritt eines Zuges etc. in die Bahnstrecke selbstthätig. Sowie also ein Zug in die Strecke einfährt, wird der elektrische Strom unterbrochen und erscheinen in demselben Moment die Warnungszeichen in der Oeffnung des Signalapparates.

Das Erscheinen der Signalscheibe bedeutet also »Geleise nicht frei« oder »Gefahr«.

In der nachfolgenden Beschreibung wollen wir stets für die beiden Stellungen der Scheibe:

1. wenn sie sichtbar, das Wort »Gefahr«,

2. wenn sie aber dem Auge entzogen, das Wort »frei« gebrauchen.

Wir wollen jetzt zur Beschreibung des Apparates selbst übergehen.

Fig. ι zeigt uns meine Erfindung in ihrer Anwendung auf eine Bahnstrecke. Z und A sind die beiden Signalapparate an den beiden Endstationen des Schienenstranges, a a¹ die Signalscheiben im Signalapparat, ο ο^λ die Oeffnungen des Apparatgehäuses, in denen die Signalscheiben sichtbar werden, wenn sie die punktirte Stellung einnehmen. In dieser Stellung verbleiben die Signalscheiben so lange, als der Strom entweder ganz unterbrochen ist oder wenigstens durch eine automatische Einschaltung von Widerständen so geschwächt wird, dafs die Elektromagnete M Μ^Λ der Signalapparate den Hebel d mit c b α nicht anzuziehen im Stande sind, durch welche Stellung »frei« signalisirt würde. Am Anfang jedes Schienenstranges ist eine Contactvorrichtung f angebracht, welche durch Fig. 3 in vergrößertem Mafsstabe dargestellt ist. S¹ und S² sind die beiden Schienen des Geleises. S³ und S⁴ sind zwei von den Schienen isolirte Schienentheile, von denen der eine mit dem einen Pol einer kleinen Localbatterie B verbunden ist, während von dem anderen Pol aus der Draht einen Eisenkern zur Bildung eines Elektromagnetes umkreist und dann zu dem Schienentheil S* weiter geht. Sowie nun ein Räderpaar auf die beiden Schienentheile zu stehen kommt, ist der Strom geschlossen und der Elektromagnet zieht den Contacthebel h an; derselbe schwingt um den Punkt g und wird durch eine kleine Spiralfeder Sp von dem Elektromagnet abgezogen und gegen einen Contactstift 31 geprefst, welcher mit dem einen Leitungsende L — verbunden ist.

Der Hebel h selbst ist mit dem anderen

Leitungsende L -f- verbunden. Wenn der Elektromagnet den Hebel h anzieht, ist natürlich der Strom L -f- L— im Punkt 31 unterbrochen.

Soll derselbe Apparat zum Schliefsen des Hauptstromes benutzt werden, so ist der Draht L— mit dem Contact 32 zu verbinden. Die Schienentheile S¹ und S⁴ sind so lang, dafs bei dem Passiren des Zuges der Strom stets von einem neuen Räderpaar geschlossen wird, bevor das vorhergehende die isolirten Schienentheile verlassen hat.

Vier solcher Contactvorrichtungen /^!/²/³/⁴ sind auf der Strecke angebracht. Selbstverständlich können statt dieser Einrichtung auch einfache Tasten benutzt werden, welche durch den Eisenbahnzug niedergedrückt werden.

Betrachten wir jetzt die Anordnung des Stromes auf den Stationen und der Strecke.

Auf der Station A ist eine Batterie B aufgestellt. Von der Batterie B aus führen vier Drähte 13 und 21 und 12 und 20 zu vier Quecksilbernäpfchen s q r p eines Stromwechslers, Fig. 4. Der Stromwechsler besteht aus zwei schwingenden Balken i und j, welche mit den Stiften / η oder ο m in die Quecksilbernäpfchen tauchen und den Strom durch die Drähte 22 und 14 weiter leiten. Der Draht 22 führt zu dem Contact /² und von da weiter zur Erde, wenn der Contact hergestellt ist. Der Umschalter ist durch eine Stange k mit dem Hebel d, Fig. 5, verbunden, und hängt also die Richtung des Stromes von der Stellung des Hebels d bezw. der Signalscheibe a ab, ob der Strom die Quecksilbernäpfe r p oder ί q passirt. Diese Stellung ist durch die punktirten Linien, Fig. 4, dargestellt. Fig. 2 zeigt die Stellung des Umschalters, wenn die Scheibe »Geleise frei« anzeigt, der Hebel d also von dem Elektromagnet M angezogen und festgehalten ist. Wir wollen nun den Weg des Stromes von der Batterie B an verfolgen, und zwar von -j- aus.

Vom positiven Pol aus gelangt der Strom durch den Draht 12 in das Quecksilbernäpfchen p] von hier aus geht er durch den Stift m, den Hebelarm i nach dem Draht 14, welcher zu dem Elektromagnet M führt, und geht von M aus durch den Draht 15 weiter zur Station Z, erregt da den Elektromagnet M¹, geht zu dem polarisirten Relais R weiter, von welchem aus er durch den Draht 16 mit dem Anker t verbunden ist oder durch den Draht 17 zu den Widerständen u weiter geführt und dann zur Erde geleitet wird.

Das Relais ist so angeordnet, dafs der Anker t bei der Stellung der Scheiben α auf »Geleise frei« den Strom in Contact 30 schliefst und direct durch Draht 18 zur Erde E¹ leitet, ohne dafs er erst die Widerstände passiren mufs. Von dem negativen Pol der Batterie geht der Strom durch Draht 20 nach r op 22, Fig. 4, und durch 22 zu E, Fig. 1, Ä oder einer Rückleitung nach E^] in Z. Diesen Weg macht der Strom, wenn der Hebel d von dem Elektromagnet M angezogen ist. Sowie nun der Strom durch das Einfahren eines Zuges auch nur einen Moment unterbrochen wird, fällt die Signalscheibe α herunter in die punktirte Linie und hebt natürlich den Hebel d hoch; sobald aber der Hebel d in die punktirte Lage übergeht, schaltet er auch die Stromrichtung um, indem durch die Stange k die Spitzen 0 und m aus den Quecksilbernäpfchen rp, Fig. 4 und 5, gezogen werden, während die Spitzen η und / in j und q eintauchen und dadurch die Stromrichtung ändern. Der geänderte Strom wirkt aber auch in demselben Moment auf den Anker t des polarisirten Relais R in Station Z, Fig. 1, die directe Erdleitung durch den Draht 16, Anker t, Contact 30, Draht τ8 ist geöffnet und der Strom mufs durch den Draht 17 zu den Widerständen, mufs dieselben passiren und gelangt dann erst zur Erde E¹. Die Widerstände müssen so grofs sein, dafs der Strom nicht mehr hinreicht, die Elektromagnete MM¹ so stark anzuregen , dafs sie die Hebel d d' in ihre alte Lage zurückziehen könnten und dadurch die Scheibe α hochheben können, welche dadurch das Signal »Geleise frei« anzeigen würde. Die Signalscheiben werden so lange in der tiefen Lage bleiben, gleichgültig ob der Strom noch so oft unterbrochen wird, bis die Widerstände u in Station Z ausgeschaltet sind und der Strom dadurch wieder so starke Elektromagnete bilden kann, dafs die Hebel d der Signalapparate angezogen werden.

Dieses Ausschalten besorgt das letzte Räderpaar, welches die Strecke passirt, indem, es den Contact /⁴ niederdrückt.

Wie aus der Zeichnung, Fig. 1, ersichtlich, ist der Contact/⁴ durch einen Draht 26 mit der Erde und dem Draht 15 verbunden, bevor derselbe zu dem Relais und den Widerständen führt. Wird der Contact in /⁴ hergestellt, so geht der Strom von Draht 15 durch Draht 26 direct zur Erde E'. Der Strom ist in diesem Moment so stark, dafs er die Hebel d d anzieht. Durch die Bewegung des Hebels d wird aber gleichzeitig der Umschalter in Station A in Bewegung gesetzt, der Anker t des polarisirten Relais R in Station Z herumgeworfen und der Contact 15 R 16 /30 18 E^ hergestellt.

Wir haben bisher angenommen, dafs ein Zug bei / in die Strecke eintritt und schliefslich bei /⁴ die Strecke verläfst, und haben uns dabei das Arbeiten der Signale vergegenwärtigt.

Dieselbe Arbeitsweise tritt aber auch ein, wenn der Zug bei /⁴ in die Strecke eintritt. Sowie f^l geschlossen ist, geht der Strom von

i5 durch 26 zu E¹ und vermeidet R t 30 18; dadurch entfernt sich t von 30 und mufs der Strom also im Moment, wo f^l wieder geöffnet wird, 15 R 17 u 17 E¹ passiren. Dadurch aber, dafs die Widerstände u eingeschaltet sind, wird die Wirkung der Elektromagnete MM' so geschwächt, dafs sie die Hebel d d ^] mit den Scheiben α nicht mehr festhalten können, dafs also die Scheiben α durch ihr eigenes Gewicht, die Anker h an den Hebeln d von den Elektromagneten MM' abreifsen können. Der Strom wird natürlich in demselben Moment umgeschaltet, und ist seine Wirkungsweise dieselbe, wie schon beschrieben.

Bei dem Austreten des Zuges aus der Strecke wird er bei A zuletzt den Contact f¹ schliefsen; dieser Contact stellt aber, wie aus Fig. 1 zu ersehen, sofort Erdleitung zwischen E und E² oder den beiden Polen der Batterie incl. der Station A her, der ganze Strom wirkt also auf M. M zieht den Anker h an den Hebel d an, d schaltet den Strom wieder um und die Signalscheibe a' wird von M¹ hochgehoben oder »Geleise frei« angezeigt.

Selbstverständlich kann man, wenn es gewünscht wird, die Einrichtung auch dahin abändern, dafs die Signalapparate von irgend einem Punkte der Strecke aus manipulirt und controlirt werden können, und zwar durch die Hand oder automatisch durch einen Mechanismus. Ein solcher Apparat ist schematisch dargestellt. Derselbe besteht aus einem Hebel e', welcher einen Theil der elektrischen Leitung von A nach Z bildet.

Zwischen der Station A und dem Hebel e¹ ist noch ein Elektromagnet M² in den Stromkreis der Strecke eingeschaltet, um den jeweiligen Stand der Signale an den Endstationen durch die Scheibe «² zu veranschaulichen. Es ist nun klar, dafs, wenn man den Hebel e¹ von seinem Contact entfernt, der Strom zwischen A Z unterbrochen werden mufs und demzufolge die Signalscheiben die »Gefahr« Stellung einnehmen müssen; das Relais R und die Widerstände u brauchen auch nicht in Mitleidenschaft gezogen werden, bevor man nicht die Signale wieder in die Sicherheitslage bringen will.

Es ist aber klar, dafs der Umschalter in A erst in die Normal- (richtige) Stellung gebracht werden mufs, ehe der Stromschlufs zwischen A Z eintritt, da sonst die Widerstände u eingeschaltet wären und das Signal a^l in Gefahrlage bliebe. Dies erreicht man dadurch, dafs der Contacthebel e bei dem Zurückdrehen aus der punktirten Stellung erst über den Contact ν mit Draht 27 und Erdplatte E^s schleift und dadurch zwischen A und zwischen Station einen Strom herstellt, welcher natürlich den Elektromagnet M erregt und infolge dessen den Umschalter in seine Normalstellung bringt. Sollen die von mir erfundenen Signale ohne Stromumschalter verwendet werden, so mufs man die in Fig. 2 dargestellte Anordnung treffen.

Die Buchstaben bedeuten hier dasselbe wie in Fig. i.

A und Z sind die Streckenenden, α «' die Signalscheiben, d d^x die dazu gehörigen Hebel mit dem Anker h; MM' die Elektromagnete, SS' die Signalhäuschen, B die Batterie, R R^s die Widerstände, /' bis /⁴ vom Eisenbahnzug bewegte Stromschlufsorgane.

An Stelle des Stromumschalters und des polarisirten Relais verwende ich zwei Widerstände, die so gewählt sein müssen, dafs durch Einschaltung eines Widerstandes in die Leitung die Elektromagnete MM¹ genügend Kraft behalten , die Anker h h' mit den Hebeln d d^l und den Signalscheiben a a' anzuziehen. Durch Einschaltung der beiden Widerstände RR' aber wird die Kraft der Magnete MM¹ so weit abgeschwächt, dafs sie nicht mehr im Stande sind, die Anker anzuziehen, wohl aber die angezogenen Anker festzuhalten.

Wir wollen jetzt den Apparat in Function betrachten und den Weg des Stromes verfolgen.

Der Strom ist, wie bei der vorhin beschriebenen Apparatenanordnung, im Normalzustande geschlossen und hält dadurch die Signalscheibe hoch. Beginnen wir bei der Station A, und zwar bei der Erdplatte E. Von E aus gelangt der Strom durch den Draht 2 zu dem Widerstand R und von da aus durch den Draht 3 zu dem Elektromagnet m, dann durch den Draht 4 zu dem Elektromagnet M der Station A, von da weiter zu dem einen Pol der Batterie B. Von dem anderen Pol geht die Leitung zuerst durch den Elektromagnet M' der Station Z, von da aus durch Draht 4 zu dem Elektromagnet W¹, durch den Draht 5 zu den Widerständen i?¹ und durch Draht 6 zur Erde £^{ oder in Rückleitung zu E in A. Die Anker für die Elektromagnete m und m¹ sind an dem zweiarmigen Hebel η und n^l befestigt und werden durch kleine Spiralfedern an dem einen Ende des Hebels von dem Elektromagnet abgerissen, sobald kein Strom in m m' kreist. Dieser Hebel ist durch einen Draht 12 mit Draht 3 und Draht 13 mit Draht 5 verbunden, und ist dieser Draht zwischen den Widerständen R und R¹ und den Spulen für die Elektromagnete mm' angebracht. Diese Hebel schliefsen einen Contact //', wenn sie von dem Magnet mm¹ angezogen werden. Die Contacte//¹ sind aber direct durch Drähte 7 und 8 mit der Erdleitung E E' oder mit den Drähten 2 und 6 zwischen den Erdplatten und den Widerständen verbunden (s. Fig. 2).

Die Hebel η η¹ sind für gewöhnlich von den Magneten m m¹ angezogen und geht dann der Strom von E durch 2 7 ρ η 12 3 m 4 M in A

Claims (4)

1. 4 B M¹ in Z 4 m¹ 5 τ$ η¹β¹ & 6 zu .E¹ und durch die Erde oder Rückleitung zu E zurück.

   Da die Widerstände R R¹ auf diesem Wege ausgeschaltet sind, so ist der Strom in voller Kraft und kann die sämmtlichen Hebel anziehen und festhalten. Wird der Strom an irgend einer Stelle, z. B. von einem Eisenbahnzug, durch die Unterbrecher/²/³ unterbrochen, so fallen die Scheiben α α¹ vor die Signalluken 0 o^l, gleichzeitig wird aber auch der Stromschlufs in -p p¹ unterbrochen und ist der Strom gezwungen, den gröfseren Weg durch die Widerstände R R¹ zu nehmen; derselbe ist dadurch so geschwächt, dafs er nicht mehr im Stande ist, die Hebel anzuziehen. Sollen die Signalscheiben wieder dem Auge entzogen werden, so mufs man beide oder einen Widerstand ausschalten. Dies geschieht durch die beiden Stromschliefser f¹ und /⁴, Fig. 2, welche durch die Drähte 9 und 10 mit den Drähten 3 und 5 einerseits und den Erdplatten E E¹ andererseits verbunden sind. Der Stromschlufs von/¹ und /⁴ wird durch den Eisenbahnzug herbeigeführt.

   Der Strom geht dann von E nach /' durch q 3 m 4 MB M¹ 4 m¹ 5/* 10 E¹. Gleichzeitig sind aber auch die beiden Contacthebel η η¹ so adjustirt, dafs sie von den Elektromagneten m m¹ angezogen werden, sowie ein Widerstand aus der Leitung ausgeschaltet ist. Dadurch wird auch der zweite Widerstand entfernt und der Strom geht dann mit voller Kraft durch die Magnete MM¹, zieht die Signalscheiben aa¹ hoch und hält sie in der Lage (»Geleise frei«) fest, bis wieder eine Stromunterbrechung eintritt. Die Wirkung des Contacthebels 3 mit der Erdleitung E² ist dieselbe, wie bei Fig. 1 beschrieben.

   Paten τ-An s ρ rüche:

   i. Eine automatische Signalvorrichtung für den Lokomotivführer, bestehend aus der Combination von:

   a) den Elektromagneten MM¹, welche die Signalscheiben a a¹ oder Fahnen dem Auge sichtbar machen oder verbergen, je nachdem die Elektromagnete MM¹ durch ihre Anker h h die Hebel d d niederziehen oder nicht;

   b) zwei Stromunterbrechern /² /³ am Anfang und am Ende der controlirten Bahnstrecke, welche durch Einfahren oder Ausfahren des Eisenbahnzuges in die Strecke automatisch in Function gesetzt werden, den Strom unterbrechen und das Herabfallen der Signalscheiben in die sichtbare Lage veranlassen;

   c) einem durch die Stange k mit dem Hebel verbundenen Stromwender und einem Relais, dessen Anker t mit dem Contact 30 und der Erdleitung einerseits und mit der Leitung 15, 17 des im Moment der Stromschliefsung zum Zweck der Stromschwächung in den Elektromagneten M und M¹ automatisch eingeschalteten Widerstandes u und der Erdleitung andererseits verbunden ist;

   d) zwei Stromschliefsern /^:/⁴, welche den Widerstand u ausschalten, und zwar bei A durch kurzen Stromschlufs E E^, bei Z durch Verbindung 15 26 E¹ mit Umgehung von Relais R und Widerstand u.
2. 2. Die Einschaltung und Ausschaltung der Widerstände R und R¹ oder RR¹ in die Leitung durch die beiden Elektromagnete m m¹ und mit den elektromagnetischen Arbeitscontacten p und 7 p¹ und 8 und Erdleitung einerseits oder 3 R 2 E und 5 R¹ E¹ andererseits, um die Elektromagnete MM¹ mit der jedesmaligen Stromstärke zu versehen bezw. den Strom in den Magneten MM¹ so weit abzuschwächen, dafs während des Passirens des Zuges durch die Strecke die Signale nicht dem Auge entzogen werden können.
3. 3. Die Hinzufügung der Controlvorrichtung für α und a¹ in der Strecke durch β², den Hebel e¹, Fig. 1, und 3, Fig. 2, mit den Contactplatten ν und t mit der Erdleitung und die kleine Signalscheibe a².
4. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.