DE76173C - Elektrische Zugdeckungsvorrichtung mit Signalgebung auf dem Zuge - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

SAMUEL WHITZEL MILLER in VILLAGE

of DOWNERS GROVE (Du Page County),

Elektrische Zugdeckungsvorrichtung mit Signaigebung auf dem Zuge.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. März 1893 ab.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf Signale, welche den Zweck haben, den Lokomotivführer oder andere Zugbeamte zu warnen, entweder wenn ein anderer Zug sich vor dem seinigen auf derselben Streckenabtheilung befindet oder wenn eine Weiche versehentlich offen geblieben ist, oder wenn irgend eine andere, durch die Vorrichtung zu meldende Unregelmä'fsigkeit eingetreten ist, die es dem Maschinisten zur Pflicht macht, seinen Zug anzuhalten. Dieses Ziel soll in nachstehend beschriebener Weise durch Erglühen mehrerer elektrischer Glühlampen erreicht werden, indem die hierzu erforderlichen Mittel vorzugsweise auf der Lokomotive angeordnet sind.

In beiliegenden Zeichnungen stellt dar:

Fig. ι eine schematische Ansicht, welche die einzelnen Theile in der Stellung zeigt, welche sie einnehmen, sobald die Lokomotive auf der betreffenden Streckenabtheilung allein vorhanden, demnach das weifse Licht in den Stromkreis eingeschaltet ist.

Fig. ιa ist eine eben solche Ansicht, durch welche die einzelnen Theile in der Stellung wiedergegeben werden, welche sie einnehmen, sobald eine zweite Lokomotive auf die Streckenabtheilung gelangt, auf welcher sich die erstere befindet. Dabei wird unter gleichzeitigem Verlöschen des weifsen Lichtes das rothe Licht auf der ersten Maschine ins Glühen kommen.

Fig. ι b ist ebenfalls eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, welche die einzelnen Theile in der Stellung veranschaulicht, welche sie dann einnehmen, wenn die Verbindung zwischen den Rädern auf der dritten Schiene unterbrochen und der Apparat aufser Thätigkeit ist.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche die An-. Ordnung der Weiche in der Anschlufsstellung an die Hauptschienen zeigt, während

Fig. 2 a eine Draufsicht bei geöffneter Weiche darstellt.

Fig. 3 ist eine Einzelansicht, welche die Construction der Contactstellen wiedergiebt. In

Fig. 4 ist die Seitenansicht, sowie die schematische Ansicht einer Abänderung wiedergegeben.

Fig. 5 veranschaulicht die Ansicht des Gleises im Durchschnitt, und

Fig. 6 zeigt die Gleisanordnung in Draufsicht.

An irgend einer geeigneten Stelle ist zwischen den Schienengleisen A A eine dritte Schiene, im Folgenden »Zwischenschiene« genannt, angeordnet, welche isolirt gelagert ist, um den Uebergang des Stromes in den Erdboden zu verhindern. Diese Zwischenschiene ist vortheilhaft so anzuordnen, dafs die Enden zweier auf einander folgender Streckenabtheilungen auf eine gewisse Entfernung hin neben einander herlaufen (Fig. 2 a), ohne sich jedoch zu berühren, sodafs also die Strecken-

abtheilungen unter einander vollständig isolirt sind.

Auf der Lokomotive sind an irgend einem Punkte eine Dynamo oder eine andere geeignete Elektricitätsquelle B und zwei Elektromagnete C C¹ vorgesehen. Zu dem einen derselben C gehören Stützen DD¹, welche als Träger für die Contactpunkte dd^l dienen. Zwischen den Stützen ist ein Hebelarm D" gelagert, dessen freies Ende zwischen den Contäctpunkten hin und her. zu schwingen vermag, in normalem Zustande aber unter der Wirkung einer Spiralzugfeder d" am Contactpunkt d¹ anliegt. Gleiche Stützen E Ε^λ mit Contäctpunkten ee^l gehören zum Magneten C¹. Auch hier ist ein Hebel E" zwischen den Stützen angeordnet, dessen freies Ende zwischen den Contäctpunkten ee' hin und her zu schwingen vermag, im normalen Zustande aber unter der Wirkung der Feder e" gegen den Contactpunkt e¹ anliegt. Die beiden Zugfedern d" und e" sind, wie in der Zeichnung angedeutet, von verschiedener Stärke, und zwar ist d" stärker als e", so dafs bei Erregung der beiden Magnete C und C¹ durch den von der Elektricitätsquelle B ausgehenden Strom wohl die Kraft der Feder e", nicht aber diejenige der Feder d" überwunden wird.

Ferner sind auf jeder Lokomotive zwei Glühlampen FF¹ vorhanden, von denen die eine F eine weifse, die andere F¹ eine rothe Birne besitzt. Unterhalb der Maschine sind kleine Räder, Kupferbürsten oder andere geeignete Contactvorrichtungen G G¹ angeordnet, welche auf der Zwischenschiene A¹ laufen und den Contact zwischen dieser und der auf der Maschine befindlichen Vorrichtung herstellen. G² bedeutet eine Widerstandsrolle, welche die Regulirung des durch den Stromkreis laufenden Stromes ermöglicht.

Die elektrischen Verbindungen sind nun die folgenden:

Die von dem einen der Pole B ausgehende Leitung ι theilt sich in zwei Zweige, von denen der eine, 2, mit dem Magneten C verbunden ist, der seinerseits durch die Leitungen 3 und 4 mit dem zweiten Magneten C¹ und dem Rädchen G in Verbindung steht. Der mit 5 bezeichnete andere Zweig derLeitung ι ist wiederum in zwei Zweigleitungen getheilt, von denen Draht 6 zum Hebelarm D", Draht 7 dagegen zum Hebelarm E" führt.

Die Verbindung zwischen den beiden Rädern G und G¹ wird durch die Zwischenschiene A¹ hergestellt, und es steht das Rad G¹ aufserdem durch den Draht 8, welcher durch die Widerstandsrolle G² und den Unterbrecher H führt, mit dem Erdboden in Verbindung, während der andere Pol der Dynamo in Draht 9 seine Erdleitung hat.

Die Stütze D¹ steht vermittelst des Drahtes 10 mit der Lampe F in Verbindung, deren Erdleitung durch Drähte 11 und 12 gebildet wird. Stütze D dagegen ist mit der Lampe F¹ durch Drähte 13, 14 verbunden, während die Erdleitung dieser Lampe aus den Drähten 15 und 1 2 besteht. Endlich ist noch die Stütze E¹ mit der Lampe F¹ durch die Drähte 16 und 14 verbunden.

Diese Ausführungsform der Vorrichtung wirkt unter der Voraussetzung, dafs eine Maschine sich auf einer Streckenabtheilung bewegt, auf welcher weder eine zweite Maschine fährt, noch eine Weiche offen ist, in folgender Weise:

Der von der Stromquelle kommende Strom läuft zunächst durch Draht 1 und dessen Zweigleitungen. Ein Theil des Stromes geht durch beide Magnete CC¹ zum Rad G, von da durch die Zwischenschiene A¹ zum Rad G¹ und schliefslich in die Erde. Der andere Theil des Stromes ftiefst durch Draht 5, ist aber verhindert, durch Leitung 7 zu gehen, da durch die Erregung des Elektromagneten C¹ Hebelarm E" mit Stütze E in Berührung getreten und infolge dessen der Stromkreis hier unterbrochen ist. Es wird deshalb der Strom durch Leitung 6, und da die Erregung des Magneten C nicht genügend stark ist, um die Wirkung der Feder d" zu überwinden, durch den am Contactpunkt rf¹ anliegenden Hebel d", Stütze D¹ und Draht 10 zur Lampe F gehen, und dann weiter in den Erdboden entweichen. Zur Lampe F¹ kann der Strom durch die Drähte 13 und 14 nicht gelangen, weil der Stromkreis hierbei bei D unterbrochen ist. Aus diesem Grunde wird unter gewöhnlichen Umständen das weifse Glühlicht F allein leuchten.

Gelangt aber eine andere, in derselben Weise ausgestattete Lokomotive oder Zug auf dieselbe Streckenabtheilung, so kann der in das Rad G gehende Strom nicht allein durch G¹, sondern auch durch die entsprechenden Räder der anderen Maschine zur Erde gehen. Durch die zweite Maschine wird ein Nebenschlufs erzeugt und dadurch der Widerstand in der Leitung verringert. Infolge dessen wird der von der Dynamo B kommende Strom ein beträchtlich stärkerer als vorher, und mit diesem zugleich auch der durch die Magnete C C¹ fließende Strom erheblich verstärkt. Die Wirkung der Feder d" wird nunmehr durch die Kraft des erregten Magneten C überwunden und der Hebel D" in Contact mit dem Punkte d gebrächt, der Contact mit d¹ also unterbrochen. Der eine Pol geht dann von der Elektricitätsquelle B aus, wie in Fig. ia gezeigt, zum Draht 1, von wo ein Theil durch Zweigleitung 2, zum Magneten C und weiter durch Draht 3 zum Magneten C¹ geht. Von diesem aus gelangt er weiter durch Draht 4 zum Schleifcontact G, durch die Zwischenschiene zum

Rad G * und durch Drähte 8 und 11 zur Erde, während der andere Pol durch die Vorderräder des Zuges zur Erde geht.

Da, wie erwähnt, die Wirkung der Feder d" nunmehr durch die Kraft des erregten Magneten C überwunden und der Hebel D" in Conta'ct mit dem Punkte d gebracht wird, so wird jetzt der Strom weiter auch durch die Zweigleitung 5 und Draht 6 nach dem Hebel D" und von diesem durch Stütze D und Drähte 13 und 14 zur rothen Lampe F¹ gelangen, diese zum Glühen bringen und durch die Drähte 15 und 12 seine Erdleitung erhalten. Durch Unterbrechung des bisherigen Coniactes zwischen D" d^l erlischt die weifse Lampe F, so dafs nunmehr nur noch das rothe Licht brennt, als Zeichen dafür, dafs durch eine zweite, auf derselben Streckenabtheilung befindliche Maschine Gefahr droht.

Ist die Verbindung zwischen den Rädern GG¹ unterbrochen, so kann kein Strom durch die letzteren hindurchgehen und die Magnete können nicht erregt werden. Die vorher durch die Energie des Elektromagneten G¹ überwundene Kraft der Spiralfeder e" zieht den Hebelarm E" wieder an und bringt ihn in Berührung mit e¹, wobei der Contact desselben mit dem Punkte E unterbrochen wird. In diesem Falle wird der Strom nicht allein durch die Leitungen 6 u. s. w. zur Lampe F und von dort zur Erde gehen, sondern auch durch Draht 7, Arm E", Stütze E¹, Drähte 16 und 14 zur Lampe F¹ und schliefslich zur Erde, so dafs also in diesem Falle beide Lampen erglühen und das Signal geben, dafs diese Vorrichtung unwirksam ist.

Um anzuzeigen, dafs eine Weiche offen ist, sind die nachstehend beschriebenen Anordnungen getroffen: H¹ (in Fig. 2) stellt die Weichenschienen dar, während mit H" die Verbindungsstange für dieselben bezeichnet ist.

Die eine dieser Weichenschienen H¹ ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mit einem Contactstab /versehen, der bei falsch, d. h. mit dem Nebengeleise in Verbindung stehender Weiche zwischen die aus leitendem Material bestehenden Klemmbacken einer isolirt gelagerten, mit der Zwischenschiene in leitender Verbindung stehenden, in Fig. 3 in Einzelansicht wiedergegebenen Stromschlufsvorrichtung /' eintritt, so dafs auf diese Weise bei falsch stehender Weiche Kurzschlufs gebildet wird und der von der heranfahrenden Maschine ausgehende Strom neben seiner bisherigen Erdleitung, durch Schleifcontact G, Zwischenschiene A¹, Rad G¹ und Drähte 8 und 11, noch eine zweite Erdleitung durch Zwischenschiene A \ Stromschlufsvorrichtung I und Weichenschiene H¹ erhält. Durch den entweichenden Strom werden infolge des verminderten Widerstandes in der Leitung in derselben Weise, wie dies durch eine zweite, sich auf derselben Streckenabtheilung befindende Maschine geschieht, die Magnete C und C¹ stärker erregt als in normalem Zustande, so dafs nunmehr auch die Wirkung der Feder d" überwunden, der Contact D" d^l mithin unterbrochen und das weifse Licht F zum Verlöschen gebracht, während Contact D" d gebildet wird, so dafs nunmehr der Strom zur rothen Lampe F¹ gelangt, diese zum Erglühen bringt und so das Signal für vorhandene Gefahr giebt.

Um die durch Kurzschlufs durch die Weichenschiene A¹ in den Erdboden abgeleitete Strommenge zu verringern, so dafs durch dieselbe nur die zur Ueberwindung der Kraft der Feder d" erforderliche Erregung des Magneten C herbeigeführt wird, ist zwischen der Stromschlufsvorrichtung I¹ und der Zwischenschiene A^d eine Widerstandsrolle /" eingeschaltet, durch welche bei falsch stehender Weiche der von der Zwischenschiene kommende Strom hindurchgehen mufs, bevor er durch die Stromschlufsvorrichtung und Weichenschiene H¹ in den Erdboden gelangt.

Bei richtig stehender Weiche ist der Contact zwischen dem Stab / und der Vorrichtung I¹ unterbrochen, so dafs also kein Entweichen des Stromes durch die Weichenschiene in den Erdboden und nur die normale Erregung der Magnete C und C¹ staltfinden kann, also nur das weifse Licht F glüht.

In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, welche in folgender Weise construirt ist:

An den Verbindungsstellen zweier auf einander folgender Streckenabtheilungen ist je einer der nachfolgend beschriebenen Apparate aufgestellt. In der Zeichnung sind' drei derselben wiedergegeben.

Ein Magnet J steht in Verbindung mit der Zwischenschiene α¹, sowie mit dem Contactpunkt j, zwischen diesem und dem Punkt j' befindet sich ein schwingender Hebelarm K gelagert. Derselbe hat eine Ableitung in das Erdreich und ist mit einer Spiralfeder k verbunden, vermittelst deren er für gewöhnhlich in Berührung mit dem Punkte j erhalten wird, wodurch der Contact mit der Schiene a^l hergestellt ist. Diesem Hebelarm K benachbart liegt ein Elektromagnet L, welcher, sobald er erregt ist, den Arm K, entgegen der Wirkung der Feder k, in Contact mit dem Punkte p bringt. Der Magnet L steht in Verbindung mit Schiene a, sowie mit dem dem Contactpunkte e¹ gegenüberliegenden Punkte e. Zwischen den beiden letzteren ist der zum Magneten J gehörige Hebelarm L¹ gelagert, welcher in normalem Zustande durch die Spiralfeder e" mit e in Contact gehalten wird. Sobald jedoch der Magnet J erregt wird, wird die Federwirkung übertroffen und Arm L¹ in Contact mit e¹

gebracht. In der Zeichnung rechts, am anderen Ende der Streckenabtheilung α¹, sind Magnete MM¹, Contactpunkte mm^lnn^l, sowie durch Federn n" n'" gehaltene Hebel NN¹ vorgesehen. Magnet M steht in Verbindung mit Streckenabtheilung α", Magnet M¹ mit Streckenabtheilung a¹. Die übrigen Verbindungen sind dieselben, wie die bei Beschreibung der Magnete J und L erwähnten.

Auf der linken Seite der Fig. 4 sind Magnete O O\ Contactpunkte 0 O¹J? j?¹, mit Federn pHpni versehene Hebel PP¹ vorgesehen, und zwar steht Magnet O mit Streckenabtheilung a, Magnet O¹ mit Abtheilung a'" in Verbindung. Auch hier sind die übrigen Verbindungen dieselben, wie oben beschrieben.

Auf der Lokomotive ist nachstehend beschriebener Apparat angeordnet, zu dessen Erklärung angenommen wird, dafs zwei Lokomotiven oder Züge sich in der in Fig. 4 durch den Pfeil angedeuteten Richtung bewegen, und dafs demnach der in dieser Figur links gezeichnete Apparat zur vorderen, der rechts gezeichnete aber zu der hinter dieser fahrenden Lokomotive gehört.

Wie bereits erwähnt, befindet sich auf der Lokomotive eine Dynamo oder eine sonstige Elektricitätsquelle B, nur ein einziger Elektomagnet Q, Contactpunkte R und S, ein dem bereits beschriebenen ähnlicher, schwingender Hebel T mit Spiralfeder t, sowie vorzugsweise weifse und rothe Glühlampen FF¹. Unterhalb der Lokomotive ist, wie beschrieben, das Rad oder Contactstück G angeordnet, welches auf der Zwischenschiene läuft. Diese Vorrichtungen stehen in folgender Weise in elektrisch leitender Verbindung unter einander.

Die Dynamo B hat ihre Erdleitung in Draht 17. Von ihrem anderen Pole geht ebenfalls ein Draht 18 aus, welcher sich in zwei Zweigleitungen 19 und 21 theilt. Leitung 19 führt zum Magneten Q und von da durch Draht 20 zum Contactstück G. Leitung 21 verbindet die Elektricitätsquelle mit dem Hebel T. Von der Contactstelle R aus führt ein Draht 22 zur Lampe F, welche letztere ihre Erdleitung in den Drähten 23, 24 hat, wobei man den letzteren mit Draht 17 verbinden kann. Von der Contactstelle .S aus führt ein Draht 25 zur Lampe F¹, welche letztere durch die Drähte 26, 24 und 17 mit dem Erdboden in Verbindung steht. Diese Verbindungen können natürlich in beliebiger Weise abgeändert werden.

Die auf der hinter der vorbeschriebenen Lokomotive fahrenden Maschine befindlichen und in Fig. 4 rechts gezeichneten Theile sind den vorigen gleich construirt und unter einander verbunden, dementsprechend auch in der Zeichnung mit den gleichen Buchstaben und Ziffern bezeichnet, nur unter Hinzufügung des Index 1, mit Ausnahme der beiden Lampen, welche mit F" und F'" bezeichnet sind.

Diese Ausführungsform der Vorrichtung wirkt nun in folgender Weise:

Denkt man sich zunächst die rückwärts befindliche Maschine fort und nur die vordere auf der Streckenabtheilung α laufend, so wird der von der Elektricitätsquelle B ausgehende Strom durch die Drähte 18 und 19, den' Magneten Q, Draht 20 und Laufrad G zur Zwischenschiene gehen. Hier wird er sich theilen und sowohl nach vorwärts als nach rückwärts fliefsen. Der nach vorwärts fliefsende Theil geht durch den Magneten O und Hebel P zur Erde, indem er den Magneten O erregt und den Arm P¹ in Contact mit dem Punkte j*¹ bringt. Der nach rückwärts fliefsende Theil wird dagegen durch den Magneten L und Hebel Z,¹ gehen, indem er den Magneten L erregt und dadurch Hebel K in Contact mit dem Punkte j¹ bringt, den Contact mit j unterbrechend.

Unter diesen Bedingungen müfste der durch den Magneten Q. hindurchgehende Strom genügende Stärke besitzen, den Arm T, der Wirkung der Spiralfeder t entgegen, in Contact mit R und dadurch die Lampe F zum Glühen zu bringen.

Fährt jetzt aber, wie in Fig. 4 angedeutet,, eine zweite, mit einer gleichen Vorrichtung ausgerüstete Maschine oder Zug auf der Streckenabtheilung a¹, so wird der von dieser ausgehende Strom verhindert sein, durch Magnet J und Hebel K in das Erdreich zu entweichen, da der Stromkreis bei j unterbrochen ist. Der Strom ist demnach gezwungen, nach rückwärts durch den Magneten M¹ und den Hebel jV¹ in die Erde zu gehen. Diese Absperrung der einen Ableitung des Stromes wird die Vergröfserung des Widerstandes und dementsprechend die Verminderung der Kraft des Magneten Q¹ bedingen, so dafs die Wirkung der Feder i¹ den Hebel T¹ in Contact mit »S¹ zu bringen vermag, wodurch die Lampe F" erlischt und Lampe F'" zum Glühen kommt, mithin dem Zugbeamten das Warnsignal ertheilt wird. Verläfst nun die vordere Maschine die Streckenabtheilung α', so wird die Erregung des Magneten L unterbrochen Und infolge dessen der Contact zwischen Hebel K und Contactstelle j durch die Wirkung der Feder k wieder hergestellt. Es entsteht dadurch für den von der Elektricitätsquelle B¹ herrührenden Strom eine zweite Ableitung, indem dieser nunmehr durch den Hebel K in die Erde entweichen kann. Gleichzeitig wird dadurch der Widerstand vermindert und die Kraft des Magneten Q vermehrt, so dafs der Hebel X¹' wieder mit Contactpunkt R^v in Berührung kommt, was ein Erlöschen der rothen Lampe F'", sowie das Erglühen des weifsen Lichtes zur Folge

Claims (1)

1. hat, zum Beweis dafür, dafs die Streckenabtheilung wieder frei ist.

   Aus vorstehender Darlegung ergiebt sich, dafs in dem Falle, wenn Lokomotive oder Züge von entgegengesetzten Richtungen her auf an einander grenzende Streckenabtheilungen gelangen, diejenige Lokomotive das Wärnungssignal empfängt, welche zuletzt auf die betreffende Abtheilung übergegangen ist, da der zuerst auf der Streckenabtheilung gewesene Zug die Verbindung bereits unterbrochen haben wird.

   Diese Abänderung der Vorrichtung kann, wie oben beschrieben, auch angewendet werden, um das Vorhandensein offener Weichen anzuzeigen. Die einzige Abweichung besteht hierbei nur darin, dafs, weil diese Modification durch eine Vermehrung des Widerstandes wirkt, die Contactstellen der Weiche so angeordnet sein müssen, dafs die letztere, wenn die Weiche ungerechtfertigter Weise geöffnet ist, auch die Zwischenschiene geöffnet sein mufs, statt in leitender Verbindung mit der Erde zu stehen.

   Patent-Ansρrüche:

   i. Eine elektrische Zugdeckungssignaleinrichtung mit zwei verschiedenen Signalen auf dem Zuge — einem Sicherheitssignal (F) und einem Gefahrsignal (F¹), dadurch gekennzeichnet, dafs die zwei entsprechenden, vom Zuge geführten Relais (C C¹), deren Anker unter der Wirkung verschieden kräftiger Abreifsfedern stehen, durch Vermittelung von isolirten Streckenleitern (A¹) und zwei diese berührenden Stromschlufskörpern (G G¹) mit den Signalen in solcher Weise in den Stromkreis einer Elektricitätsquelle (B) geschaltet sind, dafs bei Sicherheit der eine Elektromagnet (C), die Kraft der Abreifsfeder seines Ankers nicht überwindend, lediglich die Einschaltung des Sicherheitssignales veranlafst, bei Gefahr dagegen, durch Schaffung eines Nebenschlusses im gefahrbringenden Zuge oder durch Kurzschliefsung der Leitungen in der falsch stehenden Weiche, infolge der dadurch eintretenden Widerstandsverminderung verstärkt, seinen Anker anzieht und die Umschaltung des Stromes auf das Gefahrsignal F¹ bewirkt, und dafs schliefslich bei Leitungsströmungen die Stromkreise der Relais unterbrochen und beide Signale (F F¹) gleichzeitig eingerückt werden.
   Die im Patent-Anspruch ι. angegebene Einrichtung dahin abgeändert, dafs auf jedem Zuge nur ein Stromschlufskörper (G) und nur ein die Umschaltung der beiden Signale ■ bewirkendes Relais (QJ, dessen Anker unter der stärkeren Federkraftwirkung steht, untergebracht sind und jeder Theilstreckenleiter am Anfang und Ende mit je einem festen elektromagnetischen Umschalter (MM¹JL O Oy verbunden wird, deren Anker während des Betriebes eine solche Stellung einnehmen, dafs bei Sicherheit der Strom des im Zuge befindlichen Relais durch Schaffung eines Nebenschlusses am Ende der Theilstrecke und dementsprechender Widerstandsverminderuung im Stromkreise so verstärkt wird, dafs das Sicherheitssignal gegeben wird, bei Gefahr dagegen, durch Unterbrechung des Nebenschlusses von dem voranfahrenden Zuge, der Widerstand im Stromkreise des Relais im gefahrbringenden Zuge erhöht und die Erscheinung des Gefahrsignals auf diesem Zuge veranlafst werden.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.