DE473554C - Einrichtung zum Beeinflussen von Eisenbahnzuegen vom Bahnkoerper aus mittels auf demZuge angeordneter lichtelektrischer Vorrichtungen - Google Patents

Description

Die verschiedenen Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtungen, die elektrisch oder mechanisch betrieben wurden und dazu dienten, durch Beeinflussung des Zuges ein Überfahren des Haltesignals zu verhindern, haben neben verschiedenen Fehlern den Nachteil, daß sie ohne besondere, an der Strecke anzubringende Vorrichtungen nicht durchführbar sind. In den meisten Fällen müssen die Vorrichtungen sogar mit Strom versorgt werden, was abgesehen von den Anlagekosten eine Wartung und Überwachung dieser Vorrichtungen erfordert. Außerdem ist für das präzise und zwangläufige Funktionieren dieser Teile eine sichere Zwangskupplung mit dem Signal erforderlich, was schon in gewissen Fällen eine Fehlerquelle sein kann. Die Funktion geschieht mangelhaft, setzt unter Umständen ganz aus, wenn diese am Bahnkörper angeordneten Teile während der Streckenarbeiten beschädigt werden (z. B. ein Kabel wird durchschnitten).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Beeinflussungseinrichtung, welche auch ohne an der Strecke angeordnete Teile ausführbar ist, was dadurch ermöglicht wird, daß die Bestandteile der Einrichtung gut kontrollierbar am Zuge angeordnet sind und denen Funktion durch das vom Bahnkörper gegen sie gestrahlte Signallicht ausgelöst wird. Selbstverständlich setzt diese Einrichtung das Vorhandensein von Tageslichtsignalen voraus.

Wie bekannt, besteht die von solchen Beeinflussungseinrichtungen verlangte Tätigkeit eigentlich aus zwei Funktionen: Zunächst ist es nötig, daß die Einrichtung unter allen Umständen dem Lokomotivführer ein Zeichen gibt, wenn der Zug ein auf »Warnung« gestelltes Vorsignal durchfährt. Beträgt die Geschwindigkeit des Zuges mehr als 6okm/Std., so muß gleichzeitig automatisch eine teilweise Bremsung eintreten und die Zuggeschwindigkeit auf 6okm/Std. mindern. Diese Wirkung darf aber nur 100 τη nach dem Vorsignal eintreten. Diese Funktion ist die erste Beeinflussung. Die zweite Beeinflussung erfolgt unmittelbar am Hauptsignal oder einige Meter vor dem Hauptsignal, in dem Falle, daß das Hauptsignal auf »Halt« steht. In diesem Falle veranlaßt die Beeinflussung eine Zwangsschnellbremsung so, daß der Zug spätestens 200 m nach dem Hauptsignal vor dem sogenannten »Gefahrpunkt« zum Stillstand gebracht wird. Selbstverständlich tritt die Beeinflussungsvorrichtung nicht in Kraft, wenn die Signale auf »Fahrt« stehen.

Vorliegende Erfindung besteht im wesentlichen aus an dem Zuge angeordneten lichtelektrischen Vorrichtungen, die derart

^k) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Heinrich Diehl in Berlin-Lichterfelde.

ausgebildet sind, daß die Beeinflussungsvorrichtung nur durch die dem Haltesignal entsprechende Lichtfarbe der Signallampen zur Auslösung gebracht wird, dagegen von andersfarbigem Licht unbeeinflußt bleibt. Diese durch Bestrahlung entstandene vorübergehende Änderung der lichtempfänglichien Zellen kann dann in einem oder mehreren Stromkreisen elektrische Änderungen hervorrufen, mit deren Hilfe dann die gewünschte Beeinflussung des Zuges erfolgen kann. Man hat derartige lichtempfindliche Zellen bereits verwandt, um das Vorhandensein des Haltsignals zn überwachen, wobei die Lichtstrahls len des Haltsignals auf die lichtelektrischen Zellen einwirkten, die sich in einem Stromkreis befanden, dessen Stromverhältnissie beim Verlöschen der Lampe verändert wurden. Man hat ferner bereits an der Strecke angeao ordnete Signale unter Vermittlung von lichtelektrischen Zellen durch weit entfernt angeordnete Lichtquellen beeinflußt, wobei die Strahlen der Lichtquelle die Gleise kreuzten und infolgedessen durch hier befindliche Zugteile der Strahlengang unterbrochen wurde. Für die praktische Verwertung der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, die Anordnung folgendermaßen zu treffen. Der erste Beeinflussungspunkt liegt 6oo m vor dem Hauptsignal, während der zweite unmittelbar unter dem Hauptsignal oder einige Meter vor ihm liegt. Die an der Lokomotive angebrachten lichtelektrischen Empfänger müssen also an diesen beiden Stellungen Bestrahlungen erhalten. Die diesbezüglichen Experimente haben nun bewiesen, daß die zur auslösenden Wirkung nötige Änderung in den lichtelektrischen Empfängern auch auf mehrere Kilometer Entfernung wirksam ist, sogar dann, wenn die dem menschlichen Auge sichtbaren Strahlen des Signals wegen starken Nebels oder dichten Rauches vollkommen unwahrnehmbar sind. Durch dieses Resultat unterstützt, zeigt beiliegende Zeichnung einige beispielsweise Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Wir betrachten hauptsächlich solche Ausführungsarten dieser Einrichtung, welche keinerlei Änderungen an den heutzutage eingeführten ■' Signaleinrichtungen nötig machen. Bei den heutigen Signaleinrichtungen wird das Halt durch rotes, das Fahrtsignal durch grünes und das Warnsignal durch orange Farbenlicht angezeigt. Bei den Beispielen wirkt aber an beiden Beeinflussungspunkten das Hauptsignal selbst, so daß nur die verschiedene Empfindung für das rote und grüne Licht erreicht zu werden braucht.

Die 'einfachste Ausführungsform ist so zu erreichen, daß das Hauptsignal zwei Lichtgarben ausstrahlt (s. Abb. 1), und zwar in zwei verschiedenen Winkeln, eine 600 m vor sich und eine andere unmittelbar unter sich. Dementsprechend werden an der Lokomotive L zwei lichtempfindliche OrganeS^ (z.B. Selenzellen, Photozellen o. dgl.) angebracht, die besonders auf rotes Licht empfindlich sind. Die Zellen sind in lichtdichten Kasten angeordnet, in welchen das Licht nur durch ein langes schmales Rohr eindringen kann. Die Röhren der beiden Lichtempfangs organe stehen auch in verschiedenen Winkeln, entsprechend den Lichtstrahlen des Hauptsignals. Durch das eine Rohr kann also nur der erste, durch das andere Rohr nur der zweite Lichtstrahl des Hauptsignals eindringen. Infolgedessen kann der eine Empfänger nur bei dem ersten Beeinflussungspunkt, der andere nur bei dem zweiten Beeinflussungspunkt rotes Licht erhalten. Wenn nun diese farbenempfindliche Zelle durch entsprechendes rotes Licht bestrahlt wird, entsteht in ihr eine maximale elektrische Änderung, das mit ihr verbundene Relais wird betätigt und veranlaßt in einem sekundären Stromkreis mit Hilfe mechanischer, elektrischer oder pneumatischer Einrichtungen die gewünschte Beeinflussung des Zuges. Ein grüner Lichtstrahl verursacht keinerlei Änderung der rotempfindlichen Zellen, weiße oder andersfarbige Lichtstrahlen wirken, aber nicht genügend, um die Relais zu betätigen.

Ist infolge starker Krümmung der Bahnstrecke das Hauptsignal nicht imstande, am ersten Beeinflussungspunkt α zu wirken, so kann der .erste Beemflussungspunfct durch das Vorsignal beeinflußt werden, indem es einen Lichtstrahl hinter sich wirft. Oder aber man kann, wie in Abb. 2 dargestellt, (fiesen Beeinflussungspunkt durch eine Hilfslichtquelle h herstellen, welche ihre Lichtfarben zwangläufig mit dem Hauptsignal ändert. An Stelle dieser Hilfsüchtquelle kann unter Umständen, auch ein zweifarbiger Reflexionsspiegel dienen, der durch eine an der Lokomotive angebrachte weiße Lichtquelle bestrahlt wird und entsprechendes Farbenlicht auf die Lokomotive zurückstrahlt. Der Spiegel soll also seine rote oder grüne Reflexionsfläche zwangläufig mit dem Signal verändern.

Ebenso kann auch das Signallicht nicht nur direkt von oben, sondern mit Hilfe von Refiexionsspiegeln auch von unten gegen die Lokomotive projiziert werden, wie es die Spiegelanordnung in der Abb. 2 zeigt.

Sollen farbenempfindliche Zellen vermieden werden, so kann die in Abb. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform Verwendung finden, bei der zur Auswahl der verschiedenfarbigen Lichtstrahlen keine Farbenempfindlichkeit der Zelle, sondern bloß einfache

Lichtempfindlichkeit verlangt wird. Die Farbenunterscheidung geschieht hier auf optischem Wege.

In der lichtempfindlichen Schutzkassette am Ende des Empfangsrohres ist die Linse / angebracht, welche den Signallichtstrahl durch das Prisma ρ projiziert. Ein Prisma verursacht, wie bekannt, bei verschiedenfarbigen Lichtstrahlen verschieden große Brechung, je

ίο nachdem der betreffende Lichtstrahl längere oder kürzere Wellen hat. In der Abb. 3 sind die verschiedenen Brechungswinkel des roten und des grünen Lichtes gezeigt. Die hintere Fläche des Prismas ist mit einer undurchsichtigen Schicht bedeckt und nur an den Stellen frei gelassen, wo die roten und grünen Strahlen durchdringen bzw. austreten. Zwischen diesen beiden Schlitzen ist der Winkelspiegel angeordnet, welcher den Zweck hat, die recht kleinen Brechungswinkelunterschiede zu vergrößern. Je nachdem nun die empfangenen Lichtstrahlen rot oder grün sind, werden diese nach der unten angeordneten Zelle b oder nach der oben angeordneten Zelle α reflektiert. Die Zellen α und b sind so in einen ausgeglichenen Stromkreis (z. B. eine Wheatstonsche Brücke) geschaltet, daß durch die gegenseitigen Widerstände an den Abführungsklemmen vollständige Ruhelage herrscht (Abb. 5).

Wirkt nun auf die Empfänger Tageslicht oder fremdes Licht, so wird diese Ruhelage nicht verändert, da die beiden Zellen entsprechende, sich gegenseitig ausgleichende Wirkung erhalten. Wenn aber das Empfangsrohr in den geometrischen Schatten der Signallampe kommt, so dringen entweder rote oder grüne Lichtstrahlen hinein, es erhält also nur Zelle α oder nur Zelle b Beleuchtung, dementsprechend wird der Gleichgewichtszustand an den Klemmen der Wheatstonschen Brücke gestört, und das angeschaltete Relais wirkt nach rechts^; oder links, je nachdem die rote oder grüne Zelle belichtet ist.

Diese Unterscheidung des Signallichtes kann auch mit Hilfe von FarbenfUtem erreicht werden, wie es Abb. 4 zeigt. Hier haben die Zellen α und b getrennte Empfangsrohre e₁ und £0, wobei das a-Rohr \s_t grüne Lichtfilter g, das &-Rohr e₂ rote Lichtfilter r besitzt. Auch in diesem Falle sind die Zellen in einen ausgeglichenen Stromkreis geschaltet.

Bei dieser Doppelzellenmethode sind je ein Paar Zellen zur ersten Beeinflussung, ein anderes Zellenpaar zum Empfang des zweiten Beeinflussungspunktes vorgesehen.

Zur Registrierung der in den Zellenstromkreisen entstandenen elektrischen Änderungen kann jedes Relais dienen, welches gegen mechanische Erschütterungen unempfindlich ist. Als Beispiele sind zwei solcher Relais vorgesehen. Ein entsprechend ausgeführtes Magnetnadelrelais ist in Abb. 6 skizziert, wo im Kraftfeld des permanenten Magneten m eine Magnetnadel η von geringer Masse angeordnet ist, welche "wegen der verhältnismäßig sehr starken Richtungskraft des magnetischen Feldes vollständig erschütterungsfrei ist. An den Polschuhen des permanenten Magneten sind Spulen Sp₁ und sp_s angebracht, welche in Verbindung mit der Wheatstonschen Brücke stehen. Fließt nun von dem Zellenstromkreis Strom durch die Spulen, so ändert das elektromagnetische Feld das permanente Feld, und die Magnetnadel schlägt aus. Diese Ausschläge der Magnetnadel können nun für verschiedene Schaltungen oder Unterbrechungen benutzt werden. In der Zeichnung ist ein Hilfsrelais dargestellt, das aberregt wird, wenn die Spule sp₂ erregt ist und in Verbindung mit einem von der Geschwindigkeit der Lokomotive beeinflußten Zentrifugalpendel auf die Brems- oder Signaleinrichtungen einwirkt.

Ein anderes sehr empfindliches und doch erschütterungsfreies Relais, bei dem ein gewöhnlicher Stimmgabelunterbrecher verwendet ist, ist in Abb. 7 dargestellt. Dieser Unterbrecher besitzt neben dem üblichen Spulenpaar noch ein zweites polarisierendes Spulenpaar. Bei Verwendung solcher Stimmgabelrelais wird das Sekundärrelais ein Wechselstromrelais sein, welches so lange geschlossen ist, wie die Stimmgabel oszilliert. Zum Zweck der Schwingungshaltung des Stimmgabelunterbrechers wird in diesem Falle der Zellenstromkreis nicht ausgeglichen, sondern so geschaltet, daß von der grünen Zelle her Strom fließt, welcher mit der normalen Spule die Stimmgabel in Schwingung erhält. Wenn aber nun durch die rote Zelle in dem polarisierenden Spulenpaar in entgegengesetztear Richtung Strom fließt, hören die Schwingungen der Stimmgabelunterbrecher plötzlich auf, das Sekundärwechselstromrelais fällt ab, und die Beeinflussung des Zuges wird dadurch veranlaßt. Der Vorteil solcher Stimmgabelunterbrecherrelais ist der, daß durch das dauernde Summen ein Zeichen vorhanden ist, welches zeigt, daß die Sicherungseinrichtung in Betriebsbereitschaft ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur "Beeinflussung von Eisenbahnzügen vom Bahnkörper aus mittels auf dem Zuge angeordneter lichtelektrischer Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtelektrischen Vorrichtungen derart ausgebildet sind, daß die Beeinflussungsvorrichtung nur durch die dem Haltesignal entsprechende Lichtfarbe

   der Signallampe zur Auslösung gebracht wird, dagegen von andersfarbigem Licht unbeeinflußt bleibt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch am Bahnkörper angeordnete Reflexionsflächen, welche die auf sie auftreffenden Strahlen je nach der Stellung des Signals auf die lichtempfindlichen Einrichtungen des Zuges zurückstrahlen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lokomotive optische Einrichtungen angeordnet sind, welche die verschiedenfarbigen Signallichter, auf verschiedene lichtempfindliche Organe übertragen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lokomotive ein Prisma o. dgl. angeordnet ist, welches derart den lichtempfindlichen Organen vorgeschaltet ist, wie es den verschiedenen Brechungswinkeln der verschiedenen Lichtstrahlen entspricht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lokomotive den lichtempfindlichen Organen Lichtfilter, insbesondere Farbfilter, vorgeschaltet sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur "Wahrnehmung verschiedenfarbigen Signallichtes verwendeten lichtelektrischen Zellen in einem ausgeglichenen Stromkreis (z. B. einer Wheatstonschen Brücke) eingeschaltet sind, um die Wirkung von Tageslicht oder fremden Lichtquellen auszuschalten.

   Hierzu τ Blatt Zeichnungen