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Richtungsabhängige Anordnung zur Ankündigung eines Schienenfahrzeuges
Zur Sicherung des Eisenbahnverkehrs wird die Abfahrt eines Zuges oder eines Triebfahrzeuges
von einer Station der nächsten Station und allen dazwischenliegenden überwachungsstellen,
wie Streckenwärterhäuschen, bewachten Bahnübergängen usw., gemeldet. Je nach der
Entfernung der einzelnen Zwischensteilen von der Abfahrtstation und der Zuggeschwindigkeit
ist die Fahrzeit verschieden lang, und es muß von den einzelnen Strecken- bzw. Schrankenwärtern
nach dem sich nähernden Zug Ausschau gehalten werden, um z. B. die Schranke rechtzeitig,
aber auch wieder nicht zu lange vorher schließ-en zu können. Bei unübersichtlichen
Strecken ist dies oft schlecht möglich, und der Schrankenwärter ist darauf angewiesen,
allein nach der Uhr die Schranke zu schließen.
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Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist es bekannt, das Schienenfahrzeug
richtungsabhängig nach einem bewachten Bahnübergang mittels eines getrennten Signal-
und Sperrelais zu melden. Das Signal- und das Sperrelais sind je an einen Streckenstromschließer
angeschlossen und bestehen beide aus Elektromagneten, deren Anker mit sich gegenseitig
sperrenden, mechanisch hemmenden Elementen ausgerüstet ist.
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Fährt der Zug in der Richtung, daß er erst den dem Signalrelais zugeordneten
Streckenstromschließer betätigt, dann zieht das Signalrelais seinen Anker an, der
den Signalstromkreis schließt.
Im umgekehrten Fall wird die Signalgabe
dadurch verhindert, daß das Sperrelais seinen Anker anzieht, der sich mit dem des
Signalrelais derart verklinkt, daß eine Signalgabe nicht möglich ist.
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Um auch nach Verlassen des dem Sperrelais zugeordneten Strec'kenstromschließers
einAnsprechen des Signalrelais beim Befahren dessen Stromschließers zu vermeiden,
sieht die bekannte Anordnung einen ganz bestimmten Abstand der Streckenstromschließer
vor, der kleiner sein muß als der äußerste Radstand des kürzesten Fahrzeuges. Die
Verwendung der bekannten, mit mechanischen Hemmungen arbeitenden Relais bringt leicht
Störungen mit sich und hat sich für die Praxis als nicht geeignet erwiesen. Nachteilig
ist weiter die vom Bau der Fahrzeuge abhängige Lage der Streckenstromschließer voneinander.
Schließlich ist die bekannte Anordnung nicht unabhängig von der Zuglänge, und es
sind bei ihr keine Mittel zur Anzeige der Zuggeschwindigkeit vorhanden.
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Die Erfindung schlägt :eine zuverlässig wirkende Anordnung vor, der
Nachteile nicht mehr anhaften und die allen Anforderungen genügt. Die Erfindung
benutzt für ihre richtungsabhängige Anordnung zur Ankündigung eines Schienenfahrzeuges
nach einem bewachten Bähnübergang:ebenfalls getrennte Signal- und Sperrelais; das
Neue und Wesentliche besteht aber darin, daß zwei durch Kondensatoren verzögerte
Magnetschalter (Signalschalter und :Sperräschalter) mit dem das Ankündigungssignal
steuernden Schienenkontakt und dem die Richtungsabhängigkeit bewirkenden Schienenkontakt
zusammenarbeiten. Als Magnetschalter werden dabei die in der Schwachstromtechnik
üblichen Relais kräftiger mechanischer Bauart benutzt. Die Anwendung :elektrischer
Verzögerung durch Kondensatoren bietet den bei einer solchen Einrichtung sehr wesentlichen
Vorteil der Einfachheit dadurch, daß praktisch nur ein einziger Steuerkontakt notwendig
ist. Die Erzielung der Verzögerung durch Kondensatoren, also die rein elektrische
Verzögerung bringt eine hohe Betriebssicherheit gegenüber der bekannten mechanischen
Verklinkung mit sich, da ein Verbleiben in der Zwischenstellung durch Verklemmen
z. B. hierbei ausgeschlossen ist.
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Die an sich bekannte Maßnahme, daß der Sperrschalter bei Fahrten entgegen
der Ankündigungsrichtung die gesamte Anordnung sperrt, wird nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung noch dahin verbessert, daß der Sperrschalter bei Fahrten in
der Ankündigungsrichtung die Signaldauer unabhängig von der Zuglänge auf einen gleichbleibenden
Wert begrenzt. Das Signalrelais mag, nachdem es das Ankündigungssignal gegeben hat,
durch das Sperrelais wieder in den Ruhezustand zurückgeführt werden, denselben aber
erst unter dem Einfluß seiner elektrischen Verzögerungseinrichtung nach einer gewissen,
fest eingestellten Zeit erreichen. Zu dieser fest bestimmten Zeitdauer des Signals
kommt also nur noch die geringe veränderliche Zeit hinzu, die die .erste Radachse
des Zuges braucht, um von der ersten Schaltstelle zur zweiten zu gelangen. Die nachfolgenden
Radachsen, :d. h. also die Zuglänge, sind ohne Wirkung, da bereits von der ersten
über das Sperrelais der Ruheschaltzustand des Signalrelais wiederhergestellt worden
ist. Das Signal ist also praktisch tatsächlich nur von der eingestellten Verzögerungszeit
abhängig.
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Vorzugsweise werden zur Anzeige der Zuggeschwindigkeit mehrere in
Stufen nacheinander arbeitende Zeitschaltwerke, insbesondere durch Kondensatoren
verzögerte Relais, vorgesehen, auch kann in an sich bekannter Weise ein Meßwerk
Anwendung finden, welches beim Befabren.der ersten Gleichschaltstelle in Gang gesetzt
und beim Befahren der zweiten abgeschaltet wird. Bei Verwendung von Zeitschaltwerken
wird in der Ankündigungsrichtung bei der Fahrt über die erste Gleich-Schaltstelle
ein Zeitschaltwerk in Gang gesetzt, dessen Laufzeit etwa der Fahrzeit von einer
Schaltstelle zur anderen mit der Mindestgeschwindigkeit eines höchsten Geschwindigkeitsbereiches
entspricht. Erreicht der Zug die zweite Gleisschaltstelle vor Ablauf des Zeitschaitwerkes,
so wird dadurch eine diesen Geschwindigkeitsbereich kennzeichnende Meldung bewirkt.
Bei längerer Fahrzeit kann ein zweites ähnliches Zeitsehaltwerk in Gang gesetzt
werden, das z. B. eine mittlere Geschwindigkeitsanzeige gibt, bei noch längerer
Fahrzeit 'kann schließlich noch ein drittes Zeitschaltwerk eingeschaltet werden,
das einen niedrigsten Geschwindigkeitsbereich anzeigt. Die Einteilung der Geschwindigkeitsbereiche
und damit auch die Zahl der Zeitschaltwerke kann auch eine andere sein. Die Anzeige
kann gleichermaßen lauten auf einen Geschwindigkeitsbereich von z. B. 25 bis 5o
km/Std. oder auf eine mittlere GeschwindiClceit oder auf -die daraus sich ergebende
Fahrzeit zur Ankündigungsstelle hin außerdem noch.
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Um bei Störungen, z. B. Leitungs- oder Kabelbruch, eine selbsttätige
Anzeige zu erhalten, ist die Schaltung so getroffen, daß :die in der Ankündigungsrichtung
zuerst befahrene Gleisschaltstelle mit einem Ruhekontakt und das angeschlossene
Ruhestromrelais (Signalrelais) mitAnzugsverzögerung ausgerüstet ist, während die
nächste befahrene Gleisschaltstelle einen Arbeitskontakt und das angeschlossene
Arbentsstromreläis (Sperrelais) Abfallverzögerung aufweist. Das Signalrelais fällt
also bei Bruch seiner Leitung ab und bewirkt in der Ankündigungseinrichtung ein
Dauersignal, da ja das die Dauer des Signals sonst begrenzende Sperrelais von einem
Zug nicht gesteuert w ird. Auch ein Leitungsbruch im Stromkreis des Sperrrelais
bewirkt durch die Eigenart der Schaltung gemäß der Erfindung eine Anzeige, und zwar
wird in einem solchen Fall die Signaldauer von dem Sperrelais nicht mehr auf die--Zeit
der elektrischen Verzögerung des Signalrelais und der Fahrzeit einer Radachse von
der ersten zur zweiten Gleisschaltstelle beschränkt, sondern das Signal bleibt so
lange bestehen, wie Radachsen die erste Gleisschaltstelle überfahren, und- dauert
dann noch die
Verzögerungszeit des Signalrelais lang an. Auch bei
einer Zugfahrt entgegen der Ankündigungsrichtung wird ein Signal erscheinen, da
die gesamte Anordnung infolge des Bruches, also des Nichtarbeitens des Sperrelais,
nicht mehr richtungsabhängig ist.
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Beim Befahren der Strecke entgegen der Ankündigungsrichtung verblockt
der dann zuerst gesteuerte Sperrschalter das nächste gesteuerte Signalrelais so
lange elektrisch durch elektrische Verzögerung, bis die letzte Zugachse dessen Gleisschaltstelle
überfahren hat. Diese gemäß der Erfindung getroffene Anordnung, die als erste mit
elektrischer Verzögerung das vorgenannte Ziel erreicht, hat sich als allein praktisch
brauchbar erwiesen, während die Bestrebungen, das Ziel mittels mechanischer Verklinkungen
von Ankern von Relais zu erreichen, wegen der hohen Störanfälligkeit als in der
Praxis unbrauchbar ausscheiden müssen.
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Das Signal kann beliebiger Art sein. D'ie Schaltun- kann so durchgeführt
sein, d.aß parallel zu dem sichtbaren Ankündigungsgerät noch ein hörbares Gerät
liegt, so daß in an sich bekannter Weise beide Signale, das sichtbare und das 'hörbare,
nebeneinander benutzt werden; ein weiteres Relais, das verzögert in seine Arbeitsstellung
geht, schaltet in dieser das hörbare Signal ab. Verständlicherweise wird man ein
hörbares. Signal nicht so lange geben wie ein sichtbares Signal. Da Strecken- und
Bahnwärter auch mancherlei Arbeit außerhalb des Wachraumes zu verrichten haben,
wird sich in vielen Fällen die gleichzeitige Verwendung beider Signalarten in der
Weise empfehlen, daß ein kurzes hörbares Signal und ein länger dauerndes sichtbares
Signal gegeben werden. Durch das erst-. wird die Aufmerksamkeit erregt, das zweite
dient zur Betätigung.
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Nach einem weiteren Merkinal der Erfindung sind mehrere sichtbare
Signale vorhanden, deren jedes eine andere Geschwindigkeit bzw. einen anderen Geschwindigkeitsbereich
anzeigt. Die Einschaltung der sichtbaren Signale erfolgt durch mit Zeitverzögerung
ausgestattete Relais.
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Bei Zugankündigung aus beiden Fahrtrichtungen mit gemeinsamer Ankündigung
wird nur ein Signalrelais verwendet, das mit seinen beiden Schienenkontakten in
Reihe liegt. Die Maßnahme, dieselbe Signaleinrichtung für beiderseitige Meldungen
zu benutzen, wobei auch eine zweimalige Anordnung der Stromschließer auf jeder Seite
des Weges erforderlich ist, ist an sich bekannt.
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Die Schienenkontakte der Erfindung brauchen hinsichtlich ihres Abstandes
voneinander nur so gelegt zu werden, daß sie gerade eine zeitliche Nacheinanderschaltung
der beiden Rellais bewirken. Da die Relais in der unverzögerten Arbeitsrichtung
außerordentlich schnell arbeiten (anziehen oder abfallen), so können die Schien.ed`kontakte
in einem Abstand von etwa 5 bis io m voneinander angeordnet werden.
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Bei der weiterentwickelten Schaltung, die auch die Geschwindigkeitsmessung
erlaubt, muß allerdings der Abstand der Gleisschaltstellen vergrößert werden, es
dürften aber 4o bis 5o m genügen, um eine sichere :Messung der Zuggeschwindigkeit
zu ermöglichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. I zeigt die einfachste Form mit einem sichtbaren Signal; Abb.2
zeigt die gleichzeitige Verwendung von sichtbarem. und hörbarem Signal; Abb. 3 zeigt
eine Schaltung mit einem hörbaren Signal und Geschwindigkeitsanzeige in einfachster
Form; Abb. 4 zeigt eine besondere Ausführungsform ohne Richtungsabhängigkeit, und
Abb. 5 zeigt eine Vereinfachung der Ankündigungssignaleinrichtung an in beiden Richtungen
befahrenen Strecken.
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Es sei angenommen, daß ein Zug von der Station A nach ß fahre und
dort angekündigt werden soll. Vor der Ankündigungsstelle B, z. B. einem bewachten
Bahnübergang, sind in einer Entfernung, die so bemessen ist, daß auch bei schnellsten
Zügen noch eine rechtzeitige Schließung der Schranke möglich ist, mit geringem Abstand
voneinander die beiden Schienenkontakte K1 und K, am Gleis angebracht. K1 ist im
vorliegenden Fall ein Ruhestromkontakt, K2 ein Arbeitsstromkontakt. K1 steuert das
Signalrelais i, K, das Sperrelais 2. Ein von A nach B, also in der
Ankündigungsrichtung fahrender Zug öffnet zuerst den Kontakt i, wodurch, das Relais
i abgeschaltet wird und sofort abfällt, da sein Kondensatorstrom-@l~reis durch den
Kontakt i i unterbrochen ist. Durch seinen zweiten Kontakt 12 wird der Stromkreis
des Signalgerätes geschlossen. Das Signal S leuchtet also auf. -Sobald, die erste
Radachse den Schienenk onta'ht K., erreicht hat, wird das Sperrelais 2 erregt, zieht
an und schließt seinen Kontakt 21. Über diesen wird das Signalrelais i unter Umgehung
des Schienenkontakts K1 an Spannung gelegt und damit der Rüheschaltzustand wiederhergestellt.
In dem Vorschaltwiderstand zum Relais i wird aber durch den Ladestrom des parallel
geschalteten Kondensators eine bestimmte Zeit lang ein so bemessener Spannungsabfall
erzeugt, daß das Relais i erst nach vollzogener Ladung des Kondensators anziehen
und durch Öffnung seines Kontakts 12 das Signal S wieder abschalten kann. Signal
S war also eingeschaltet während der Fahrzeit der ersten Zugachse von K1 nach K,
und der anschließenden Dauer .der Anzugsverzögerung des Signalrelais i. Die Zuglänge
ist als ohne Einfluß auf die Signaldauer.
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Bei einer Zugfahrt aus entgegengesetzter Richtung, also von B nach
A, wird zuerst der Kontakt K2 durch Befahren geschlossen und das Sperrrelais 2 eingeschaltet,
wodurch dessen Kontakt 2i geschlossen wird. Die folgende Öffnung des Kontakts K1
durch den Zug ist jetzt unwirksam, weil Signalrelais i über Kontakt 21 an Spannung
verbleibt, also nicht abfallen kann; Relais 2 wirkt tatsächlich als Sperrelais.
Der Ankerabfall ist durch
den parallel geschalteten Kondensator
verzögert, so daß ,der Anker zwischen zwei aufeinanderfolgenden Radachsen nicht
abfallen-kann. Die Kondensatorverzögerung wird erst richtig wirksam, wenn die letzte
Radachse den Schienenkontakt K2 verlassen bat., und ist so bemessen, daß die Sperrung
des Signalrelais i mit Sicherheit so lange andauert, bis die letzte Zugachse den
Schienenkontakt K1 überfahren hat: Ab'b. 2 enthält die gleiche Schaltung und daher
auch die gleiche Wirkungsweise wie Abb. i, nur ist dort noch eine zusätzliche Einrichtung
zur Erzeugung eines hörbaren Signals vorgesehen, während Signal S als sichtbares
Signal angenommen ist. Parallel zu dem Gerät S für sichtbare Signale,liegt ein Ruhestromrelais
3 und das Gerät H für hörbare Signale; durch das Abfallen des Signalrelais i werden
alle drei Geräte gleichzeitig an Spannung gelegt. Relais 3 weist eine Anzugsverzögerung
gleicher Art wie Relais i auf, es zieht also nicht sofort, sondern erst nach einer
bestimmten Zeit an, unterbricht dann seinen Kontakt 32 und schaltet damit das hörbare
Signal H ab. Die Dauer des hörbaren Signals ist also gleich der Anzugsverzögerung
des Relais 3.
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Bei einer Fahrt entgegengesetzt der Ankündigungsrichtung, also von
B nach A, ist die Arbeitsweise ,der Anordnung die schon einma1 beschriebene;
da Relais i an Spannung verbleibt, wird weder das hörbare noch das sichtbare Signal
wirksam.
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Die Schaltung nach Abb. 3 zeigt ein Beispiel für eine Geschwindigkeitsanzeige.
Die Elemente der Abb. 2 sind auch hierin wieder enthalten. Das sichtbare Signal
S ist in drei verschiedene Signale aufgeteilt, entsprechend einer Aufteilung der
möglichen Zuggeschwindigkeiten in drei Geschwindigkeitsbereiche von etwa i2,5 bis
25, 25 bis 5o und 5o bis ioo km/Std. oder den bei diesen Zuggeschwindigkeiten sich
ergebenden Fahrzeiten. bis zum Wegübergang B. Für diese Form der Ankündigung liegen
die Schienenkontakte K1 und K2 so weit awseinander, daß eine sichere Geschwindigkeitsmessung
zwischen ihnen erfolgen ,kann.. Hierzu dienen die Zeitrelais 4 und 5. Bei der Abschaltung
des Relais i wird wiederum der Kontakt i2, der jetzt als Wechselkontakt ausgebildet
ist, gesteuert; er gibt den Stromkreis zum Relais 3, zum Signalgerät H für hörbare
Zeichen. und zu dem ersten sichtbaren Signal mit der Aufschrift 5o bis ioo km/Std.
frei. Gleichzeitig wird durch Kontakt 12 das Ruhestromr-elais4 abgeschaltet, das
verzögert abfällt. Die Verzögerungszeit ist so groß wie :die Fahrzeit der erstell
Zugachse durch die Strecke K1 bis K2 mit der niedrigsten Geschwindigkeit des obersten
Geschwindigkeitsbereiches, also mit 5o km/Süd. Hat innerhalb dieser Zeit der Zug
bzw. dessen erste Achse diese Strecke durchfahren, so wird durch Befahren des Streckenkontakts
K2 das Sperrelais 2 zum Anzug gebracht; dieses schPießt seinen Kontakt 24 und vollendet
damit den Stromkreis für das den höchsten Geschwindigkeitsbereich anzeigende sichtbare
Signal 5o bis ioo.. Ist die Geschwindigkeit dagegen niedriger, die Fahrzeit also
länger und bat der Zug beim Abfallen des Relais 4 den Streckenkontakt K2 noch nicht
erreicht, so wird durch die Umschaltung des Kontakts 41 der Stromkreis für das sichtbare
Signal des höchsten Geschwindigkeitsbereiches 5o bis ioo unterbrochen und der für
das Signal des mittleren Geschwindigkeitsbereiches 25 bis 5o freigegeben. Gleichzeitig
wird über Kontakt 41 das Relais 5 an Spannung gelegt, das bei den angenommenen Geschwinldigkeitsbereichen
die gleiche Verzögerung wie das Relais 4 aufweist. Erreicht der Zug mit seiner ersten
Achse während der Laufzeit des Relais 5 den Kontakt K2, so wird durch die Einschaltung
des Sperrelais 2 die Schließung. des Kontakts 25 bis 5o bewirkt. Ist die Fährzeit
noch länger, zieht also Relais 5 schon an, bevor Kontakt K2 erreicht wird, so wird
durch die Unrnschaltung,des Kontakts 52 das sichtbare Signal für den niedrigsten
Geschwindigkeitsbereich i2,5 bis 25 vorbereitet und dieser Geschwindigkeitsbereich
angezeigt, sobald Kontakt K2 erreicht wird.
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Diese drei sichtbarenSignale für drei vorgesehene Geschwindigkeitsbereiche
können auch durch ein Meßwerk ersetzt werden, das durch die Umscha ftung des Kontakts
12 in Gang gesetzt und durch das Arbeiten des Relais 2 angehalten wird. Durch den
Kontakt 24 kann dann auch der Meßwert, z, B. durch Beleuchtung der Skala des Meßwerkes,
angezeigt werden. Die in Abb. 3 noch vorgesehenen Kontakte 22 und 23 dienen zur
Sperrung der Meßeinrichtung bei Fahrten entgegengesetzt der Ankündigungsrichtung.
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Wird in besonderen Fällen, z. B. bei Strecken, die mit Sicherheit
nur in einer Richtung befahren werden, auf eine Richtungsabhängigkeit verzichtet,
so ergibt sich die Schaltung nach Abb.4. Diese enthält nur einen einzigen Schienenkontakt
K, der zwei parallel liegende Relais i und 2 steuert, die beide Anzugsverzögerung
aufweisen. Der Schienenkontakt K ist ein Ruhestromkontakt, unterbricht also beim
Befahren die Stromkreise der beiden Relais, die sofort abfallen, ihre in denKondensatorkreisen
liegenden Kontakte ii und 2i, den Kontakt 1.2 im Stromkreis des sichtbaren Signals
S und über Kontakt 22 einen Umgehungsstromkreis zum Schienenkontakt K schließen.
Das Signal S wird also sofort eingeschaltet, gleichzeitig werden durch den Kontakt
22 in der Umgehungsleitung des Schienenkontakts: K die Stromkreise für die beiden
Relais wiederhergestellt, die nun mit Verzögerung wieder ansprechen. Die Verzögerung
des Relais i, das den Signalstromkreis steuert, entspricht der gewünschten Dauer
des Signals; nach Ablauf dieser Zeit unterbricht Relais i seinen Kontakt 12 wieder
und schaltet damit das Signal S ab. Die Verzögerung des Relais 2 ist so gewählt,
-daß es mittels des Kontakts 22 den Umgehungsstromkreis zum Schienenkontakt K unter
allen Umständen so lange geschlossen hält, wie dieFahrzeit des längsten und langsamsten
Zuges über diesen andauern kann. Das Signal S ist als sichtbares Signal dargestellt,
es kann auch ein anderes sein, z. B. ein hörbares,
oder ein solches
kann noch entsprechend der Ausführung nach Abb.2 zugefügt werden.
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Bei eingleisigen Strecken, die in beiden Richtungen befahren werden,
bei denen also aus beiden Richtungen die Ankündigung erfolgen muß, wird für jede
Fahrtrichtung eine der in Abb. i bis 3 vorbeschriebenen Einrichtungen vorgesehen.
Abb. 5 zeigt eine solche Anordnung für Zugfahrt aus zwei Richtungen mit gemeinsamer
Ankündigung, bei der ein Mindestmaß von Leitungen und Relais benötigt wird. Die
Schaltung selbst entspricht den oben beschriebenen Schaltungen. Sie ist so durchgebildet,
daß im Fall eines Kabelbruches ein Signal erscheint. Bei besonderer Ankündigungseinrichtung
für jede Zugfahrt ergänzt sich die Schaltung nach Abb. 5 in sinnentsprechender Weise.
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Benötigen die Anzeigeeinrichtungen verhältnismäßig viel Strom, sobesteht
auch die Möglichkeit, daß eine solche außergewöhnliche Anzeige längere Zeit nicht
bemerkt wird; so kann zweckmäßig noch ein Zeitschalter angeordnet werden, der nach
einer gewissen Zeit eine stromsparende Schaltung vornimmt, indem er z. B. das Hauptsignal
abschaltet und ein nur geringe Energie verbrauchendes Störsignal einschaltet.