DE360935C - Selbsttaetige Vorrichtung zum Signalisieren fahrender Eisenbahnzuege - Google Patents

Description

Eine magnetische Masse, deren größere Achse senkrecht angeordnet ist, wird bekanntlich durch den Erdmagnetismus magnetisiert, und die Magnetisierung ist größer, wenn die Masse Schwingungen oder Reibungen unterworfen wird. Die Räder von Eisenbahnwagen unterliegen diesem Prinzip und können daher als Magnete angesehen werden, deren^· pol oben und derenf unten liegt.

Den- Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine selbsttätige Vorrichtung, welche die von den als Magnete wirkenden Rädern der Wagen ausgehende Erregung empfängt und sowohl seitlich vom Fahrgleis in einigen Metern Entfernung von demselben als auch zwischen den zwei Schienen angebracht werden kann, ohne eine unmittelbare Verbindung mit dem fahrenden Zug und mit den Schienen zu haben.

Die Erfindung betrifft ferner eine Hilfsvorrichtung, welche dazu bestimmt ist, die selbsttätige Vorrichtung zu ersetzen, 'wenn letztere nicht zwischen den zwei Schienen angebracht werden kann.

Die Erfindung betrifft noch eine eigenartige Stromerzeugungseinrichtung zur Speisung der selbsttätigen Vorrichtung, ohne die Aufstellung von Elementen- oder Akkumulatorenbatterien zu erfordern, welche einer Bedienung bedürfen.

Die Erfindung umfaßt schließlich ein besonderes Relais zur Verwendung in Zusammenhang mit dem System, wie weiter unten erläutert werden wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Abb. ι ist dne schematische schaubildliche Ansicht der .den magnetischen Fliuß empfangenden selbsttätigen Vorrichtung.

Abb. 2 ist eine Ansicht des einen Teil der selbsttätigen Vorrichtung bildenden schwingenden Magnets.

Abb. 3, 3a und 3b zeigen die Kontaktklinke in drei verschiedenen Stellungen.

Abb. 4 zeigt das Innere der Hilfsvorrichtung in Draufsicht.

AbbL 4a und 41b zeigen die die Kontakte schließende Klinke bzw. den Regler der Hilfsvorrichtung in Aufriß.

Abb. 5 zeigt das die Stromkreise speisende Element mit in den "Boden eingetauchten Elektroden.

Abb. 6 zeigt einen Kasten zur Aufnahme der selbsttätigen Vorrichtung.

Abb. 7 zeigt den Kasten zwischen den Schienen des Fahrgleises aufgestellt.

Abb. 8 zeigt das bei diesem Signalsystem verwendete Relais.
Abb. 9 ist das Schaltungsschema. Die selbsttätige Vorrichtung (Abb. i) umfaßt eine kreisförmige oder vieleckige Grundplatte ι aus unmagnetischem Stoff; diese Platte ruht auf drei Schrauibenfüßen 2 und trägt in der Mitte einen Ständer 3 aus gehärtetem Stahl, auf weichem der Magnet 4 mit dem unteren spitzen Ende seiner Schraube 5 in vollkommen statischem Gleichgewicht gelagert ist. Der Magnet (Abb. 2) besteht aus einem bis zur Sättigung magnetisierten Stab aus gehärtetem Stahl, an dessen beiden Enden die Ansätze 6, 7 aus Weicheisen sowie" die Kontakte 8, 9 aus Platindraht befestigt sind. Den zwei Ansätzen 6, 7 gegenüber trägt die Grundplatte 1 mittels der messingnen Ständer 10 die zwei Spulen 11, 12 von je 500 Ohm Widerstand. Jede Spule ist mit einer Aehsiallbahrung versehen, in welche die Ansätze 6, 7 frei ein- und austreten können. Gegenüber den Kontakten 8, 9 trägt die Grundplatte 1 mittels messingner Ständer noch die zwei Klinken 13, 14 aus hartem Aluminium; unten ist jede Klinke mit einem Platindraht versehen zur schleifenden Berührung mit den Magnetkontakten 8, 9. Jeder Klinke ist an ihrem Träger ein S-förmiges Tragstück 15 angeschraubt, welches dem kürzeren Klinkenarm als Stütze dient, zu dem Zweck, die Klinke einstdien und in die geeignete gegen den Magnet geneigte Lage bringen zu können. Jede Klinke soll in senkrechter Ebene um ihren Zapfen frei schwingbar sein.

An dem einen oder an dem anderen Magnetende und 'in einem gewissen Abstand von demselben ist, der Spule gegenüber, und zwar auf. der anderen Magnetseite, ein messingnes Anschlagstäbchen 17 angeordnet. Dieses Stäbchen wird von einem messingnen, an der Grundplatte 1 angeschraubten Ständer 16 getragen und 'kann mittels eines in dem Schlitz 18 des Ständers gleitbaren Schraubenkopfes in beliebiger Höhenlage befestigt werden; desgleichen kann das Ende des Anschlagstäbchens 17 dem Magnet nähergerückt oder von demselben entfernt werden, indem man das mit Gewinde versehene Stäbchen in dem Knopfkörper ein- öder ausschraubt. Diese Anschlagsvorrichtung hat den Zweck, die Ma- j gnetschwingungen zu dämpfen und zu | löschen, sobald der elektrische Stromkreis i unterbrochen worden ist.

Die beschriebene Vorrichtung soll vollkommen wagerecht in Schienenhöhe entweder saitlich vom 'Fahrgleis bis zu 4 m Entfernung von demselben oder zwischen den zwei Schienen aufgestellt werden, und zwar in einem zwischen zwei benachbarten Schwellen vor- !

gesehenen Kasten 19 mit Eisenbetondeckel 31 (Abb. 6). Bei beiden Auf stellungsarten soll die Vorrichtung auf einer starken Betonschicht ruhen, um die Übertragung der durch die fahrenden Züge erzeugten Bodenerschütterung möglichst zu verringern.

Der Magnet soll ferner in der Richtung des örtlichen Meridians aufgestellt sein, und seine Kontakte 8, 9 sollen in einem gewissen Abstand von den Klinken 13, 14 liegen. Durch das Kabel 24 wird die Vorrichtung in den Stromkreis eines örtlichen Elements 21 eingeschaltet; der Stromkreis umfaßt auch einen Schalter 22 und ein Läutewerk 23.

Wenn die Vorrichtung durch unmittelbare Einwirkung, d. ti. bei Durchfährt eines Einzelwagens oder eines Zuges arbeiten soll, bewirkt der von den Rädern ausgehende magnetische Fluß ein Ausschlagen des Magnets 4 gegen die Klinken, b'is der Magnet und die Klinken in Berührung stehen. Nun geht der Strom vom positiven Pol teilweise über die Magnetaufhängung 3 nach der Spule 11 und teilweise über die Klinke 14 nach dem Läutewerfe 23, um dann durch den negativen Pol nach dem Element wieder zu gelangen. Die durch den Strom erregte Spule 11 wird den Magnet anziehen und dessen Ansatz 6 in ihre mittlere Bohrung ansaugen, wodurch die Spule in einen Elektromagnet mit Eisenkern verwandelt wird. Da die Berührung zwischen der Klinke 13 und dem 'Magnetkontakt 8 weiterdauert, so fließt der Strom weiter durch, und der Stromkreis Meibt geschlossen, bis man ihn mittels des Schalters 22 öffnet. Sobald man den Stromkreis geöffnet hat, hört die Wirkung der Spule 11 auf, und der von keiner Kraft mehr gegen die genannte Spule angedrüdrte Magnet wird unter der Wirkung seiner eigenen natürlichen Orientierung sowie der in derselben Richtung ihn antreibenden Klinken nach der entgegengesetzten Seite atisschwingen, bis er mit seinem anderen Ende gegen den Anschlag 17 stößt und zum Stillstand gebracht wird.

Wenn die Aufstellung der Vorrichtung zwischen den zwei Schienen eines gegebenen Gleises aus verschiedenen Gründen nicht angehen sollte, so kann derselbe Zweck dadurch erreicht werden, daß man sie dort durch die Hilfsvorrichtung (Abb. 4) ersetzt. Sie besteht aus einem Holzkasten 25, in welchem ein dem ,schon beschriebenen gleicher Magnet, jedoch ohne die Ansätze 6, 7, untergebracht ist; auch hier schwingt der Magnet mit vollkommen statischem Gleichgewicht auf den Zapfen 3, der ebenfalls dem schon beschriebenen gleich und in der Mitte des iKastenbddens eingeschraubt ist. Desgleichen sind am Kastenbaden, den zwei Magneteniden gegenüber, die Klinke 27 und der -Regler 17 mit sei-

nein Anschlagstäbchen befestigt, nur wird das dem Magnet zugekehrte Stäbchenende in diesem Falle ein Weicheisenstück 28 tragen.

Die oben beschriebene Vorrichtung wird, genau wagerecht nivelliert, in dem Kasten 19 aufgestellt und durch ein Element besonderer Art mit. in das Erdreich unmittelbar eingetriebenen Elektroden gespeist.

Dieses Element wird <folgenderweise hergestellt: "Man gräbt eine Höhlung in den Boden (Abb. 5) und füllt sie mit recht guter vegetabiäischer Erde unter Zusatz eines guten chemischen Düngemittels (etwa 2 kg schwef elsauren Ammoniaks oder salpetersauren Natrons oder Ghlornatrons), um die Erde recht fett zu machen; »Her, selbst kleiner Kies, muß sorgfältig entfernt werden. Nach zweckmäßigem Stampfen der Erde in der Höhlung treibt man eine Zinkplatte 29 und eine Platte 30 aus Retortenkohle in der Mitte der Höhlung in die Erde hinein.. An jeder Platte ist ein starker Leitungsdraht befestigt und gegen die umgebende Erde 'gut isoliert. Der Boden der Höhlung soll mit eimer Schicht fein gemahlenen Zements bedeckt sein, um der darüberiiegenden Erdmasee einen ausreichenden und konstanten Feuchtigkeitsgrad zu ■ sichern.

Ein solches 'Element weist die Eigenschaft auf, daß es einen konstanten und 'gleichmäßigen Strom von 8 bis 15 Milliamperen auf unbegrenzte Dauer liefert, ohne irgendwelcher ' Wartung zu bedürfen. Der Strom dient dazu, über die Hilfsvorrichtung die Spule 12 der selbsttätigen Vorrichtung zu speisen und den weiter unten beschriebenen Betrieb mit mittelbarer Wirkung zu erhalten.

Die selbsttätige Vorrichtung kann selbst in beträchtlichem Abstand vom Gleis und in Gleishöhe aufgestellt werden, soll j edooh stets genau wagerecht und so orientiert sein, daß der Magnet, statt frei beweglich in der Meridianebene zu liegen, mit seinen Kontak- i ten 8, 9 einen mäßigen Druck gegen die entsprechenden Klinken 13, 14 ausübt. Der Magnet ist samt dem Schalter 22 und dem j Läutewerk 23 in den Stromkreis des örtlichen j Elements eingeschaltet.

Bei der in der oben erläuterten bevorzugten Weise in dem Kasten zwischen den zwei Gleisschienen aufgestellten magnetischen Hilfsvorrichtung (s. Abb. 1, 4, S und punktierte Linie sowie Schaltiungsschema in Abb. 9, worin A die selbsttätige Vorrichtung, B-B' das Gleise, "P die Hilfsvorrichtung, p das örtliche Element, q das natürliche Erdelement, I den Schalter und 6" das Läutewerk bedeuten) drückt der .Magnet in seiner natürlichen Lage gegen seine Klinke 27 leicht an.

Durch den Regler 17, dessen magnetisches Ende 28 dem Magnet nähergerückt oder von ihm entfernt werden kann, hat man es in der Hand, den Druck des Magneten gegen die ; Klinke einzustellen und somit seine Empfindlichkeit gegen den äußeren magnetischen Fluß { derart zu regeln, daß, während er noch von einem darüberfahrenden einzelnen Wagen betätigt werden kann, doch völlig unbeeinflußt bleibt, wenn äußerst schwere und schnelle Züge auf benachbarten Gleisen fahren (Minimalabstand 2 m).

Die Hilfsvorrichtung ist also in den Stromkreis des natürlichen Erdelements sowie in denjenigen der selbsttätigen Vorrichtung, und zwar in den Stromkreis der Spule 12 der letzteren, eingeschaltet. Der positive Strom des natürlichen Erdelements fließt über die Hilfsvorrichtung in die Spule 12 der selbsttätigen Vorrichtung und erregt daher die Spule in dem Sinne, daß sie den Magnet von den Klinken weg bis zu einem gewissen einstellbaren Abstand abstößt, wobei die Klinke in Arbeitsbereitlage bleibt, dank der Stromstabilität.

Wenn ein Wagen über die Hilfsvorrichtung fährt, wird der von seinen Rädern ausgehende magnetische Fluß den Magnet zum Ausschlag bringen und von der Klinke entfernen; damit ist der Stromkreis des natürlichen Erdelements unterbrochen, und folglich wird die Abstoßwirkung der Spule 12 der selbsttätigen go Vorrichtung aufhören; der Magnet 4 der letzteren wird also unter der Richtwirkung des Erdmagnetismus seine natürliche Lage wieder einnehmen und gegen die Klinke mit einem gewissen Druck anliegen, so daß das örtliche Element sofort mit den bekannten Wirkungen in Tätigkeit treten, d. h. die gewünschten Signale und den gewünschten Dienst abgeben wird. Nachdem der Wagen vorübergefahren ist, wirid der Magnet- der Hilfsvorrichtung sofort in seine Arbeitsbereitlage zurückkehren und den Stromkreis des natürlichen Erdelements wieder schließen.

Wenn zuletzt_ durch Handhabung des Schalters I der Stromkreis des örtlichen Elements geöffnet wird, kehrt der von der Spule 11 nicht mehr zurückgehaltene, ja von der Spule 12 und von den Klinken angetriebene Magnet in seine Arbeitsbereit'lage zurück.

Wenn besondere Umstände die Aufstellung no sowohl der selbsttätigen Vorrichtung als audi der Hilfsvorrichtung, sowohl innerhalb des Gleises als innerhalb 4 m Abstand vom letzteren unmöglich machen und einen größeren Abstand, bis 12 m, notwendig machen sollten, dann wind die Hilfsvorrichtung in der oben geschilderten Weise in einer eigens gebauten Bude oder Kammer in dem fraglichen Abstand und in Sdhienenhöhe aufgestellt. In diesem Falle wird aber die Klinke nicht lose, d. h. ganz frei drehbar um ihren Zapfen, sondern an ihrem Träger fest angeordnet werden,

mit der zweckmäßigen Neigung gegen den Ma- ! gnet zu.

Der Rest der Einrichtung -ist dem oben Ge- j schilderten gleich. Unter diesen Verhältnissen ist die Wirkung der Hilfsvorrichtung nicht durch den magnetischen Fluß, sondern durch die vom fahrenden Wagen verursachten Bodenerschütterungen bestimmt; diese Erschütterungen pflanzen sich über den Kasten ίο und die steife Klinke auf den Magnet 4 fort, welcher in Arbeitsbereitlage, wie schon bemerkt, in vollkommener Berührung mit der Klinke steht. Es folgt, daß der äußerst empfindliche Magnet durch die auf ihn übermittelte Erschütterung abgestoßen und von der Klinke abgelöst wird; dadurch wird der Stromkreis des natürlichen Erdelements unterbrochen, und es treten alsdann die oben erläuterten Folgen einer solchen Unterbrechung ein.

Es genügt, daß bei der genannten Entfernung die Hilfsvorrichtung nur gegen die Erschütterungen, die durch die Fahrt öines einzelnen Wagens entstehen, empfindlich ist; wurde sie für eine größere Empfindlichkeit eingestellt, dann würde sie auch von ganz I schwachen Erschütterungen in Tätigkeit ge- j setzt werden.

Es kann zweckmäßig gefunden werden, die Einrichtung durch ein Relais zu ergänzen; zu J dem Zweck kann eine der bekannten, in der j Telegraphic gebräuchlichen Konstruktionen ^! Verwendung finden mit folgenden Ände- ^; rangen:

i. An dem vorderen Ankerende ist der Ansatz 33 (Abb. 8) aus hartem Aluminium angeschraubt, der an seinem freien Ende eine mit Gewinde versehene Nadel 34 aus Weicheisen trägt, zum Eintauchen in ein darunter angeordnetes rohrförmiges, teilweise mit Quecksilber gefülltes Gefäß.

2. Am vorderen Ende des das Relais tragenden Holzsockels -ist die messingne Konsole 36 angeschraubt, deren hinausragendes Ende das erwähnte Ouecksilbergefäß trägt.

Bei durch Spulenanziehung niedergesenk- · tem Anker taucht die Nadel in das Quecksilber ein und, da man durch Anbringung eines ; Leitdrahtes am Gefäßboden einen elektrischen | Stromkreis schließen kann, so wird man zwei j Stromkreise in Tätigkeit bringen können, j statt eines einzigen, die sowohl voneinander als von dem die Relaisspulen erregenden Stromkreis unabhängig sind.
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Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   τ'. Selbsttätige Vorrichtung zum Signalisieren fahrender Eisenbahnzüge, gekennzeichnet durch einen auf einem Zapfen drehbaren Stahlstab, welcher derart in der Nähe der Gleisschienen aufgestellt wird, daß er dem von den Rädern der Eisenbahnwagen ausgehenden magnetischen Fluß unterworfen ist, insofern, als die Räder als vom Erdmagnetismus permanent magnetisierte Magnete zu betrachten sind, deren Nordpol unten und deren Südpol oben liegt; gekennzeichnet ferner durch zwei an dem genannten Stahlstab vorgesehene Kontakte und Vorsprünge 7" durch mit einem eine Batterie und ein Läutewerk umfassenden Stromkreis verbundene Klinken, die derart angeordnet sind, daß sie vom genannten Stahlstab berührt werden, wenn er bei Durchfahrt eines Zuges infolge magnetischer Wirkung aussdhwingt; durch in den Stromkreis eingeschaltete Solenoids mit mittlerer Bohrung, ■in welche die vorspringenden Teile des Stahlstabes eingezogen weiden, sobald der örtliche Stromkreis durch die Klinke geschlossen ist; und durch wagerechte Anschlagsstäbchen, um die Stahlstabschwingungen zu löschen, sobald der Stromkreis unterbrochen ist. ·
2. 2. Selbsttätige Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine mit - der vom Fahrgleis entfernt aufgestellten Hauptvorriohtung in \^rerbindung stehende Hilfsvorrichtung, deren Konstruktion derjenigen der Hauptvorricbtung im wesentlichen gleich ist und deren Kontakte mit einem Element und mit einerh der Solenoide der Hauptvorrichtung in Serienschaltung stehen.
3. 3. Elektrisches Element für die in Anspruch 2 erwähnte Hilfsvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei Elektroden (eine Zink- und eine Kohlenplatte), die in eine in der Nähe des Gleises ausgegrabene Höhlung eingetrieben sind, wobei die Höhlung mit vegetabilischer Erde unter Zusatz eines chemischen Düngemittels (z. B. schwefelsauren Ammoniaks oder salpetersauren Natrons oder Chlornatrons) gefüllt ist.
4. 4. Für die selbsttätige Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 ein Relais, gekennzeichnet durch einen Anker, welcher einen Akuniniumansatz besitzt, dessen freies Ende eine Weidheisennadel trägt, zum Eintauchen in ein mit Quecksilber gefülltes und von einer messingnen Konsole getragenes Gefäß, um zwei Stromkreise in voneinander unabhängiger Weise zu schließen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.