DE702608C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
12. FEBRUAR 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 702608 KLASSE 2Oi GRUPPE

B 179334 II(201

SDipt-Sng* Julius Bing und Otto Block in Berlin

sind als Erfinder genannt worden.

Otto Block und ©ipL-3ng. Julius Bing in Berlin

Achszählvorrichtung für Gleisfahrzeuge

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Juli 1937 ab Patenterteilung befcanntgemacht am 16. Januar 1941

Im Zugsicherungsdienst bei Eisenbahnen ist es von besonderer Bedeutung, die Achsen der über eine Strecke fahrenden Züge zu zählen, um sicherzustellen, daß sämtliche Wagen die Strecke durchlaufen haben. Für diesen Zweck sind schon verschiedene sog. Achszählvorrichtungen bekannt, deren Aufgabe darin besteht, selbsttätig zu verhindern, daß eine geblockte Strecke freigegeben werden kann, wenn nicht alle Achsen, die in die Strecke eingefahren sind, sie auch wieder verlassen haben.

Die bisher bekannten Einrichtungen verwenden entweder durch die Räder betätigte Druckkontakte oder sie benutzen die Durchbiegung der Schiene unter dem Einfluß des Achsdruckes zur Veränderung eines elektrischen Widerstandes, der in einem Betätigungsstromkreis liegt.

Eine andere Achszähleinrichtung arbeitet mit elektrischer Induktion, die in einer auf einem permanenten Magnet sitzenden Drahtspule einen elektrischen Strom erzeugt, wenn ein Wagenrad an den Polen des Magneten vorbeiläuft. Der so erzeugte Induktionsstrom as wird nach Verstärkung durch Relais und gegebenenfalls andere Vorrichtungen zur Zählung der Achsen verwendet. Eine derartige Einrichtung ist jedoch stark abhängig von der Geschwindigkeit des vorbeirollenden Rades. Sinkt die Fahrgeschwindigkeit unter einen gewissen Wert, so wird die erzeugte Spannung so gering, daß die Anlage aufhört zu arbeiten. Da aber im Rangierbetrieb nur geringe Geschwindigkeiten in Betracht kornmen, versagt diese Art der Achszählung in solchen Fällen fast immer, und man hat deshalb schon daran gedacht, die Induktionszählvorrichtung mit mechanischen, bei niederen Geschwindigkeiten ansprechenden Vorrichtungen zu vereinigen. Hinzu kommt, daß in jedem Fall erhebliche Verstärkungen der Impulse durch Relais usw. erforderlich sind. Ferner sind zur Betätigung von Signaleinrichtungen Einrichtungen bekanntgeworden, die mit permanenten Magneten und vor des-

sen Polen federnd gelagerten Ankern arbeiten, die durch vorbeirollende Eisenbahnwagen zu einer Lageänderung veranlaßt werden, so daß ein Signalstromkreis geschlossen und geöffnet wird. Bei einer derartigen Vorrichtung wird z. B. das den Kontakt betätigende Magnetfeld durch die über die Schienen rollende Eisenmasse kurzgeschlossen, die aus den Rädern zusammen mit den Achsen gebildet wird. Bei Verwendung eiserner Schienenschwellen könnte diese Vorrichtung keinesfalls arbeiten. Außerdem ist für das Arbeiten der Vorrichtung die Mitwirkung beider Schienen, der Räder und der Achsen erforderlich, wodurch erhebliche Störungsmöglichkeiten gegeben sind.

Bei anderen Eisenbahnsignaleinrichtungen wird der Anker eines Magneten zum Abfallen gebracht, wenn ein Rad durch das Streuflußfeld eines Magneten läuft. Der durch den Anker verlaufende Magnetfluß liegt gleichsam im Nebenschluß. Wenn nun das Rad oder auch der Radflansch vorbeiläuft, so verstärkt sich der Streufluß in diesem Eisenteil, «5 wodurch der Fluß an der Stelle, an der der Anker sich befindet, geschwächt wird und damit der Anker abfällt.

Derartige Einrichtungen mögen zur Auslösung von Signaleinrichtungen geeignet sein, da hier beim Durchlaufen eines Zuges nur eine einzige Kontaktgebung erforderlich ist. Für die Achszählung sind sie jedoch unbrauchbar. Es ist zu berücksichtigen, daß die Änderung des Magnetfeldes beim Durchlaufen des Rades sehr kurzzeitig ist und ein verschwindendes Magnetfeld verhältnismäßig langsam abklingt. Wie aus den Magnetisierungskurven bekannt ist, wirkt beim Entmagnetisieren die Hysteresis hemmend. Ferner wird bei einer anderen bekannten Einrichtung ein besonderer am Fahrzeug angebrachter Eisenteil zur Betätigung benötigt, oder es müssen zwei aufeinanderfolgende Achsen auf den Magnet einwirken. Bei einer anderen Einrichtung wird als vom magnetischen Kraftfeld beeinflußter Teil eine schwingende Nadel verwendet, die schwierig zu lagern ist und außerdem Hilfsfedern zur Rückführung nach Aufhören der Feldänderung benötigt.

Die Erfindung berücksichtigt demgegenüber die Tatsache, daß bei der Achszählung die Feldänderung während des Durchlaufs eines Rades nur sehr kurz ist, was insbesondere bei hohen Zuggeschwindigkeiten wichtig ist, während der Zeitabstand bis zum Eintreffen des nächsten Rades ein Vielfaches dieses Zeitraumes beträgt/ Sie geht von einer Vorrichtung mit einem permanenten Magneten aus, dessen Pole auf einen federnd gelagerten Anker wirken, der bei Vorüber fahren eines Zuges unter Änderung seiner Lage einen elektrischen Kontakt schließt und öffnet. Im Gegensatz zu den bekannten Signalbetätigungseinrichtungen sind gemäß der Erfindung jedoch die Magnetpolschuhe dem Schienenkopf zugewandt, und der Anker ist in dem Teil des magnetischen Flusses angeordnet, der von dem Spurkranz des vorbeifahrenden Rades beeinflußt wird. Der Anker liegt also hier an einer Stelle, an der er von dem Magnetfluß durchsetzt wird, der durch den dazwischentretenden Radflansch verstärkt wird. Dies bedeutet, daß der Anker durch das in das Feld eintretende Rad zwangläufig und augenblicklich gegen die Polschuhe bewegt wird, während die im Vergleich hierzu langsame Abklingung des Feldes und das Abfallen des Ankers in der Zwischenzeit zwischen dem Durchlauf zweier Achsen erfolgt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß sie in verhältnismäßig großem Abstande von der Schiene angeordnet werden kann, was wegen der unvermeidlichen Abnutzung der Schiene und der Räder infolge Reibung von Bedeutung ist. Nutzen sich die Rädef an der Lauffläche ab, so wird der Spurkranz verlängert und die Wirkung dadurch bei einer Anordnung gemäß der Erfindung nur noch verbessert. Infolge der Verwendung des tief ragenden Radkranzes als Mittel zur Auslösung der Einrichtung läßt sich diese ohne weiteres unterhalb des Schienenkopfes anbringen, was im Hinblick auf die Eisenbahnbetriebsvorschriften wichtig ist. Bei den bekannten Einrichtungen, bei denen die Radscheiben oder andere Teile des Wagens zur Betätigung benutzt werden, läßt sich eine derartige Anordnung unterhalb des Schienenkopfes nicht vornehmen, ohne die Sicherheit der Kontaktgebung zu beeinträchtigen.

Die weiter obenerwähnte, induktiv wirkende Zählvorrichtung und der Gegenstand der Erfindung unterscheiden sich andererseits dadurch, daß im einen Teil ein von der Fahrtgeschwindigkeit in seiner Größe abhängiger Stromstoß hervorgerufen wird, während im anderen Fall der Kraftlinienkreis des Magneten mit Hilfe des Radkranzes an vorbestimmten Stellen verstärkt wird. Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, daß die induktive Betätigung bestrebt ist, einen offenen Magnetkreis mit möglichst geringer Kraftlinienstreuung zu verwenden, während es bei «15 der Erfindung gerade von₍ Wert ist, einen Kraftlinienkreis mit größtmöglicher Streuung zu erhalten.

Da Stabmagnete den größten Streufluß aufweisen und mithin nur ein geringes Anziehungsvermögen auf ein Eisenstück im Vergleich mit einem Sieb haben, der dieselben

Ausmaße besitzt, jedoch zu einer U-Form gebogen ist, so ist hier die Benutzung eines geraden Stabmagneten zweckmäßig. Beim Aufhören der Feldänderung, also nach Verlassen des Rades, kehrt der magnetische Körper gemäß der Erfindung in seine· Ausgangslage zurück.

Die von dem schwingenden magnetischen Körper ausgelöste Zähleinrichtung kann

ίο grundsätzlich beliebiger Art sein. Vorzugsweise schließt und öffnet der schwingende Magnetkörper einen elektrischen Stromkreis, der eine Zähleinrichtung betätigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der magnetische Körper in dem Luftspalt zwischen Schienenkopf und einem Magnetpol an einer Feder befestigt, die außerdem einen elektrischen Kontakt trägt. Die Feder selbst braucht nicht unbedingt aus magnetischem Werkstoff zu bestehen, jedoch kann natürlich eine Stahlfeder benutzt werden, auf die erforderlichenfalls noch ein Eisenstück aufgesetzt ist. Gewicht, magnetische Masse, Länge und bzw. oder Kraft der Feder sind derart zu bemessen, daß in dem Bereich zwischen Radstillstand und größter Zuggeschwindigkeit die Eigenschwingungszahl des Federsystems vernachlässigt werden kann. Es hat sich hierbei als zweckmäßig erwiesen, der Feder nicht eine rechteckige, sondern vorzugsweise eine' trapezförmige Gestalt zu geben, weil mit zunehmendem Abstand von der Schwingungsachse die Durchführung zunimmt, während das Widerstandsmoment abnimmt. Gegenüber einer schwingend gelagerten Nadel hat eine derartige Feder auch den Vorteil, daß sie sich nicht in ihrem Lager abnutzen kann und außerordentlich rasch schwingt.

Um die Einrichtung den verschiedenen Betriebsbedingungen des Aufstellungsortes anpassen oder Änderungen im Laufe der Benutzung vornehmen zu können, empfiehlt es sich, die Kraft und bzw. oder die Ruhelage der Feder gegenüber den Magnetpolen einstellbar zu gestalten.

Im Interesse einer ' möglichst geringen Raumbeanspruchung kann das Magnetsystem ganz oder teilweise in den Hohlraum der Schienen verlegt sein. Zweckmäßig wird das Magnetsystem mittels eines starren Bügels an dem Schienenfuß befestigt. Die Magnetpole können in Längsrichtung der Schienen oder senkrecht hierzu angeordnet werden.

Dabei kann eine Schlittenführung vorgesehen sein, um den Abstand der Vorrichtung gegenüber dem Schienenkopf einstellen zu können. Zum Schutz gegen Einflüsse der verschiedensten Art wird der Magnet mit dem schwingenden System zweckmäßig von einem magnetischen Gehäuse in so weitem Abstand umgeben, daß die Wirkungsweise der Vorrichtung nicht beeinträchtigt wird, äußere Störungsmöglichkeiten aber weitgehend ausgeschaltet werden. Ferner ist es vorteilhaft, 6;; den Magneten in an sich bekannter Weise aus einem aus hochkoerzitiver Legierung von zerkleinerten magnetischen Werkstoffen herzustellen, deren Teilchen in einem Gehäuse eingeschlossen oder mit Bindemitteln zu- 7<> sammengekittet sind. ■

Das schwingende Eisenstück bzw. Feder kann zum Schutz gegen atmosphärische Einflüsse und gegen eine Schädigung der Kontaktplättchen durch die öffnungs- und Schließungsfunken in einer isolierenden Hülse, z. B. aus Glas, zugleich mit den Kontakten eingeschlossen werden. Zweckmäßig ist dieses Gefäß mit einem inerten Gase gefüllt. Man kann auch das Magnetsystem und das schwingende System mit den elektrischen Kontakten in einer isolierenden Flüssigkeit, z. B. öl, in dem Gehäuse einbetten. Zum gleichen Zweck ist es möglich, nur die beiden elektrischen Kontakte in ein Gefäß mit Isolierflüssigkeit eintauchen zu lassen.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Abb. ι und 2 sind seitliche Ansichten zweier verschiedener Anordnungen der Zählvorrichtung.

Abb. 3 zeigt in Draufsicht eine Anordnung des schwingenden Systems zu der Schiene.

Abb. 4 ist eine Ansicht der Feder mit dem Magnetkörper.

Abb. 5 und 6 zeigen zwei verschiedene Anordnungen der in einer Isolierhülse eingeschlossenen Feder.

Abb. 7 und 8 zeigen die Einbettung der elektrischen Kontakte bzw. der ganzen Vorrichtung in eine Isolierflüssigkeit.

An der Schiene 1 ist mittels des Bügels 6 die Kontaktvorrichtung befestigt, und zwar wird der Bügel durch die Klammern 7 und die Schraubbolzen 8 an dem Schienenfuß S gehalten. Wie die Abb. 1 und 3 zeigen, liegt der Magnet 9 mit der Feder 13 seitlich von dem Schienenkopf 2, so daß der Spurkranz 4 des Rades 3 durch den Luftspalt zwischen Magnet und Schiene läuft. Gemäß Abb. 2 ist der Magnet dicht neben der Schiene mit nach oben gerichteten Polen angeordnet.

Die Kontaktvorrichtung kann insgesamt in χ der Schlittenführung 12 gegenüber der Schiene verschoben werden.

Die Federplatte 13 trägt den magnetischen Körper 16 und das Kontaktplättchen 17, das dem zweiten elektrischen Kontaktplättchen 18 gegenüberliegt. An dem Stabmagneten 9, der ein kräftiger Dauermagnet ist, sind die Pol-

stücke ίο und ii befestigt. Die Feder kann an dem Pol 11 mittels der Schraube 14 angebracht sein. Dabei kann ein nicht magnetisches, z.B. ein Messingplättchen 15 zwischen Pol und Feder eingefügt sein. Die Feder kann aber auch kurzer gehalten und an einer beliebigen Stelle gelagert sein. Zur Feineinstellung der Federlage ist das Winkelstück 20 vorgesehen, das sich gegen die Stellschraube

ίο 19 abstützt.

Die Abb. 5 bis 8 verdeutlichen verschiedene Ausführungsformen für den Schutz der Feder und der Kontaktplättchen. Nach den Abb. 5 und 6 ist die Feder 21, die das Kontaktplättchen24 trägt, mit dem Kontaktplättchen 25 in das Glasrohr 22 eingeschlossen. Die Feder ist bei 23 in das Glas eingeschmolzen. Die Leitungsdrähte des Betätigungsstromkreises sind in bekannter Weise durch das Glas hin-

ao durchgeführt. Wie aus den beiden Abbildungen ersichtlich, kann das Glasrohr mit der Feder entweder senkrecht oder waagerecht angeordnet sein. Die Abb. 6 zeigt außerdem noch eine magnetische Verbindung 26 zwisehen dem einen Pol und der Schiene.

Gemäß Abb. 7 taucht der nach unten gez'ogene Kontaktstab 24 in ein Gefäß 27, das mit Isolieröl o. dgl. gefüllt ist. Dem Kontakt 24 liegt der feste Kontakt 25 gegenüber. Gemaß Abb. 8 ist die etwa nach Art der Abb. 2 ausgebildete Vorrichtung in ein Gehäuse 28 eingesetzt und in Isolieröl eingebettet.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Achszählung im Zugdienst von Eisenbahnen mit einem permanenten Magneten, dessen Pole auf einen federnd gelagerten Anker wirken, der bei Vorüberfahren eines Zuges unter Änderung seiner Lage einen elektrischen Kontakt schließt bzw. öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpolschuhe dem Schienenkopf zugewandt sind und der Anker in dem Teil des magnetischen «5 Flusses angeordnet ist, der von dem Spufkranz des vorbeifahrenden Rades beeinflußt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine trapezförmige 5« Gestalt der als das Kontaktmittel dienenden Feder.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus nicht magnetischem Werkstoff besteht s* und einen magnetischen Körper trägt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder an dem zweiten Magnetpol befestigt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet mit dem schwingenden System von einem magnetischen Gehäuse in so weitem Abstand umgeben ist, daß die Wirkungsweise der Vorrichtung nicht beeinträchtigt wird, äußere Störungsmöglichkeiten aber weitgehend ausgeschaltet werden.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit dem magnetischen Schwingkörper und den elektrischen Kontakten in ein Gefäß aus Glas o. dgl., das evakuiert oder mit einem inerten Gas gefüllt ist, eingeschlossen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektrischen Kontakte in ein Gefäß mit Isolierflüssigkeit eintauchen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   RERUN·. OtBRt'CKT IN DER