Titel: | Ueber einige eisenbahnsignal-technische Neuigkeiten. |
Autor: | L. Kohlfürst |
Fundstelle: | Band 322, Jahrgang 1907, S. 70 |
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Ueber einige eisenbahnsignal-technische
Neuigkeiten.
Von L. Kohlfürst.
(Fortsetzung von S. 59 d. Bd.)
Ueber einige eisenbahnsignal-technische Neuigkeiten.
Eine Anordnung, welche den vorbesagten Bedingungen entspricht, ist aus den
Werken der Union Swith and Signal Company in
Swiss Vale,
Pennsylvania, hervorgegangen und u.a. auf der Pittsburg and Lake Erie Reilroid in praktischer Verwendung. Die
betreffenden Mastsignale haben die gewöhnliche auf den amerikanischen Vollbahnen
gebräuchliche Größe und tragen zwei Flügel übereinander, von denen der obere das
Vorsignal, der untere das Ortsignal darstellt. Außer durch ihre gegenseitige Lage
sind die beiden Arme für den Tagdienst nur noch dadurch unterschieden, daß jener für
das Vorsignal ein abgerundetes und der fürs Ortsignal ein wimpelförmiges Außenende
besitzt. Bei Tag gilt der schräg nach abwärts gekehrte Flügel in allen Fällen für
Freie Fahrt, der wagerecht liegende Flügel bedeutet
hiergegen beim Ortsignal Halt, beim Vorsignal Vorsicht; bei Nacht gilt das nicht abgeblendete
gewöhnliche Licht für Freie Fahrt, rotabgeblendetes
Licht für Halt grünabgeblendetes für Vorsicht. Der in jedem Signalstellwerk vorhandene
Elektromotor, eine kleine Gleichstromdynamomaschine, besorgt für beide Flügel das
Heben derselben in die Freilage mit einem Kraftaufwand von ⅙ PS; die Einstellung auf
Halt bezw. auf Vorsicht erfolgt jedoch durch die Wirkung eines an jedem Flügel
angebrachten Ausgleichgewichtes vermehrt durch die Schwere des Flügelgestänges.
Die Achse des Motors M überträgt ihre Umdrehungen,
wie die Darstellung des Signalstellwerkes (Fig. 2)
ersehen läßt, durch Vermittlung eines Zahnradvorgeleges R1, T2 auf die Achse des Rades R2, auf
welcher auch zwei gleichgroße Kettenräder sitzen, von denen jedes eine endlose Kette
KK antreibt. Bei allen Betätigungen von M bleibt seine Bewegungsrichtung und die des Vorgeleges
unveränderlich dieselbe, weshalb auch die beiden parallellaufenden endlosen Ketten
KK, von denen die vordere in der Zeichnung
sichtbare dem Ortsignal und die andere in der Zeichnung verdeckte dem Vorsignal
entspricht, in übereinstimmender Geschwindigkeit und gleichbleibender Richtung
angetrieben werden. Den Ketten gegenüber sitzen auf einer im Gestelle gelagerten
Achse X die beiden Signalstellhebel P und P1, von denen jeder
durch eine regulierbare Gelenkstange S bezw. S1 mit seinem
zugehörigen Signalflügel des Mastes in Verbindung steht; an jedem derselben ist ein
kräftiger Elektromagnet E bezw. e angebracht, dessen Anker die wichtige Aufgabe zufällt die Verbindung
zwischen Signalhebel und dem elektrischen Antrieb im richtigen Augenblick
herzustellen oder zu lösen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Lage des
Signalstellhebels P zeigt der zugehörige Flügel des
Ortsignal Freie Fahrt, bei jener des Stellhebels P1 der zugehörige
Flügel des Vorsignals Vorsicht. Würde nunmehr
beispielsweise das
Vorsignal ebenfalls auf Freie Fahrt zu bringen sein, so
muß zunächst der bisher stromlose Elektromagnet e
erregt werden, wobei infolge der Ankeranziehung das nasenförmige Ende des Lappens
h sich in ein Glied der gegenüberliegenden endlosen
Kette einlegt, während gleichzeitig Strom in den Motor gelangt und die Kette in Lauf
setzt. Letztere nimmt nun den Arm P1 mit hoch, bis ein seitlich vorstehender Stift s, des Kupplungslappens h
von einem am Gestell angebrachten federnden Haken erfaßt und in jener Stellung
festgehalten wird, in welcher P1 dargestellt ist. In dem Augenblick, wo der
Signalstellhebel den eben betrachteten höchsten Punkt erreicht, befindet sich der
Kupplungslappen bereits außerhalb des Angriffsbereiches der Kette, so daß diese
weiter auslaufen kann, ohne auf den hochgehobenen Stellhebel Einfluß zu nehmen.
Uebrigens hat zu Ende des Hebelweges ein auf P1 sitzender Bügel d1 sich unter den Arm eines Schalters C geschoben und hierdurch den Strom weg zum Motor M unterbrochen, so daß der letztere nach vollzogener
Aufgabe seine Arbeit einstellt. Bei der Bewegung des Signalstellhebels wurde die mit
dem kürzeren Arm des Vorsignalflügels verbundene Stange S1 hochgehoben und sonach der Flügel
schräg nach abwärts, d. i. in die Freilage gebracht, in welcher er so lange
verbleibt als der Kupplungselektromagnet seine Wirksamkeit ausübt.
Textabbildung Bd. 322, S. 71
Fig. 2.
Dieser Vorgang ist bei beiden Signalstellhebeln ganz derselbe, sowie auch jener bei
der Rückstellung und es kann die letztere somit unter besserer Ausnutzung der
Zeichnung hinsichtlich des Ortsignalstellhebels P
verfolgt werden: Hört nämlich der Strom in E auf, so
macht der abreißende Anker durch Vermittlung einer Verkettung kleiner Hebel n den Lappen h aufkippen,
so daß der Stift s vom Auflageschnäpper abfällt und das
Gewicht des frei werdenden Gestänges den Stellhebel P
niederwärts drückt, bis er die für P1 dargestellte Lage erreicht, wobei zugleich der
Ortsignalflügel wagerecht gestellt wird. Damit das Sinken des Flügelgestänges nicht
zu plötzlich und heftig vor sich gehen kann ist der zweite Hebelarm von P wie von P1 durch eine Gelenkstange J1 mit je einer Luftbremse verbunden,
deren Ventil die als Puffer dienende Luft bei der Umstellung von Frei (leerer Zylinder H)
auf Halt (voller Zylinder H) sofort und ungehindert nachströmen, im umgekehrten Fall jedoch nur
langsam entweichen läßt. Schließlich muß noch eines Stromwenders U Erwähnung geschehen, welcher vom Stellhebel P des Ortsignals mittels der Gelenkstange J2 derart gesteuert
wird, daß die Richtung des durch U gehenden Stromes bei
jeder Umstellung des Ortsignals umgekehrt wird.
Aus Fig. 3, welche die grundsätzliche
Stromlaufanordnung für drei Blockstellen II, III und
IV darstellt, ist zunächst ersichtlich, dass zur
Weiterführung der Linienströme, welche die Batterien b1, b2, b3.... liefern, die isolierten Schienenstränge der
Blockabschnitte benutzt sind. Da an den vorderen Enden der Blockabschnitte die
genannten Batterien und an den rückwärtigen die Relais R2, R3, R4..... eingeschaltet sind, wird bei jeder
Zugeinfahrt durch die Radachsen der Fahrzeuge von Schiene zu Schiene im Gleise ein
Kurzschluß erzeugt und sonach dem Relais des betreffenden Blockabschnittes der
Linienstrom entzogen, denn während der Grundstellung sind – bei fahrbarer Strecke –
die Relaisspulen, wie dies z.B. in Fig. 3
hinsichtlich der Blockstelle IV dargestellt erscheint,
stets stromdurchflossen und eben nur unter dieser Vorbedingung zeigen, beide Flügel
– das Ort- wie das Vorsignal – Freie Fahrt an. Die
Elektromagnete E2, E3, E4.... stellen in Fig. 3 die Kupplungselektromagnete (E in Fig. 2) der
Ortsignale und e2, e3, e4.... die
Kupplungselektromagnete (e in Fig. 2) der Vorsignale dar; M2, M3, M4.... sind die Elektromotoren und C2, C3, C4.... die
Nebenschlußschalter (Kontakt C in Fig. 2) der Ortsignale, c2, c3, c4.... jene der
Vorsignale. B2, B3, B4.... sind die
Ortsbatterien, welche an den Blockstellen die beiden Kupplungselektromagnete und den
Motor speisen.
Textabbildung Bd. 322, S. 71
Fig. 3.
Jedes Relais besitzt zwei Anker, nämlich einen gewöhnlichen A2, A3, A4...., dessen Arbeitskontakt in der Ortslinie des
Kuppelungselektromagneten E2, E3, E4.... des Ortssignals
liegt und einen zweiten, jedoch polarisierten Anker a2, a3, a4....., dessen Kontakt die Ortslinie des Vorsignals
schließt. Diese letztgedachten Anker reißen bei Unterbrechung des Linienstromes
unter allen Umständen ab, werden jedoch beim Schließen des Linienstromes nur dann
angezogen, wenn der letztere die normale Richtung besitzt, welche in Fig. 3 in den Blockabschnitten I, III und IV vorhanden
gedacht und durch die eingezeichneten schwachen Pfeile angedeutet ist. Diese Stromrichtung hängt
von der jeweiligen Lage des Stromwenders K1, K2, K3.... ab, der
seinerseits, wie weiter oben gesehen wurde, vom Stellhebel des die anstoßende
Blockstrecke deckenden Ortsignals gesteuert wird und nur solange dem Linienstrom die
normale Richtung erteilt, als dieses Signal auf Freie
Fahrt steht. Wenn jedoch, wie z.B. in Fig.
3 das am Ende des Blockabschnittes III
befindliche Ortsignal Halt zeigt, dann ist der
Linienstrom des anstoßenden Abschnittes II durch K2 (K in Fig. 2) verkehrt
gerichtet.
Nach diesen Voraussendungen lässt sich nunmehr der Verlauf der Signalisierung
unschwer verfolgen: Sei beispielsweise, wie es Fig.
3 annimmt, ein Zug z in den Blockabschnitt
III eingefahren, so hat er vor seinem Uebertritt
von II nach III Ort- und
Vorsignal des Postens III auf Freie Fahrt, d. i. in der bei IV
gekennzeichneten Lage vorfinden müssen. In dem Augenblick, wo das erste Räderpaar
des Zuges das Gleis III berührte, entstand ein
Kurzschluss der Linienbatterie b3 und das hierdurch stromlos gewordene Relais R3 liess beide Anker
abfallen. Da hierdurch B3 wie e3
stromlos wurden, erfolgte die Haltstellung beider Signalflügel und es ergab sich
schließlich die bei III ersichtlich gemachte Lage. Da
aber nach vollzogenem Uebertritt des Zuges aus der Strecke II nach III der bis dahin im Gleise des
Abschnittes II bestandene Kurzschluß aufhörte, gelangte
von b2 über K2 wieder ein
Linienstrom in das Relais R2, welches daher den Anker A2 anzog. Die Batterie
B2 konnte sonach
den Kupplungselektromagneten E2 und den Motor M2 wirksam machen, weshalb sich die Freistellung des
Ortsignal in II vollzog. Hingegen blieb das Vorsignal
in II unverändert in der Lage für Vorsicht stehen, weil der durch K2 falschgerichtete Linienstrom ein
Anziehen des polarisierten Relaisankers a2 unmöglich machte.
Tritt später der Zug z in den Abschnitt IV ein, so stellt er beide Signalflügel des Postens IV in vorhin betrachteter Weise auf Halt und, im Augenblick, wo z den Abschnitt III ganz verlassen hat, das
Ortsignal des Postens III auf Freie Fahrt. Dagegen behält das Vorsignal in III die bisherige Lage für Vorsicht, weil bei
der Haltstellung des Ortsignals in IV der das Relais
R3 beherrschende
Linienstrom durch K3
umgekehrt wurde und sonach a3 nicht angezogen werden konnte. Wohl aber wird durch die zuletzt in
Betracht genommene Deckung des in IV eingefahrenen
Zuges nunmehr das Vorsignal des Postens II auf Freie Fahrt gebracht, weil bei der Freigabe des
Ortsignals in III der Stromwender K2 wieder seine
Normallage zurückgewinnt und also auch der wieder normal gerichtete Strom der
Batterie b2 in R2 die Anziehung des
Ankers a2 bewirkt. So
wird fortlaufend jeder Zug beim ersten Blockposten hinter ihm durch Ort- und
Vorsignal gedeckt und beim zweiten Blockposten einem Folgezug durch das Vorsignal
angekündigt. Nebenbei bemerkt gelten auf der Pittsburg and
Lake Erle Railroad die beiden wagerecht gestellten Flügel bezw. oben grünes, unten rotes Licht, als absolutes Haltesignal,
ferner ein wagrechter und ein schräg nach abwärts gekehrter Flügel bezw. oben grünes, unten gewöhnliches
Licht, als Langsamfahrsignal, endlich beide Flügel schräg nach abwärts gekehrt,
bezw. zwei gewöhnliche ungefärbte Lichter übereinander, als Freifahrtsignal. Trifft
der Maschinenführer an einem Signalposten der offenen Strecke irgend ein Signalbild
an, das keinem der drei angeführten entspricht, so hat er dies unter allen Umständen
als Warnung aufzufassen.
Wie schon früher angedeutet wurde, gibt Fig. 3
lediglich die grundsätzliche Anordnung der Stromläufe
wieder, weil die Weitläufigkeit der tatsächlichen Ausführung die Uebersichtlichkeit
doch nur beeinträchtigt hätte, während sie für die Darstellung der
Signalisierungsabwicklung an sich, soweit sich dieselbe innerhalb mehrerer
Blockabschnitte vollzieht, ohne Belang ist. Hinsichtlich der Stromlaufanordnung
des einzelnen Signalpostens haben sich jedoch teils zur Sicherung des guten
verlässlichen Arbeitens der Gesamtanlage, teils aus wirtschaftlichen Gründen noch
verschiedene Weiterungen als geboten herausgestellt, welche in Fig. 4 schematisch ersichtlich gemacht sind. So war
fürs erste der Möglichkeit zu begegnen, daß das Ortsignal einer Blockstelle jedesmal
überflüssig auf Halt gestellt werden könnte und dann
erst wieder selbsttätig auf Freie Fahrt zurückkehren
müßte, wenn beim Uebertritt eines Zuges vom nächsten in den zweitnächsten
Blockabschnitt die Freigabe des Ortsignals am zwischenliegenden Blockposten erfolgt.
Der Stromwender K (Fig.
2) kann bei diesem weiter oben betrachteten Vorgang die Richtung des
Linienstromes nicht so rasch wechseln, als es geboten wäre, um das Abreißen des den
Stromkreis des Ortsignals beherrschenden Relaisankers A
(Fig. 4) gleichbedeutend mit A2, A3, A4.... (Fig. 3) sicher zu verhüten. Es wird deshalb die
Einrichtung jedes Einzelpostens noch durch Zuschaltung eines Verzögerungsrelais R1, des sogenannten „Slow
releasing relais“ vermehrt und der in Frage kommende Stromweg über
den Anker A1 (Fig. 4) geführt. Das Verzögerungsrelais R1 besitzt einen großen
Spulenwiderstand und daher, was namentlich angestrebt wird, eine bedeutende
Selbstinduktion, so daß nach jeder Unterbrechung des Spulenstromes erst immer eine
gewisse Zeit erforderlich ist, bevor der Elektromagnet seinen Magnetismus so weit
verliert, um den Anker abreißen zu lassen, eine Zeit, die bei aller Kürze länger ist
als die unschädlich zu machende beim Umkehren des Linienstromes entstehende
Unterbrechung. Die Spulen des Verzögerungsrelais stehen, sobald im Hauptrelais R Linienstrom vorhanden und A angezogen ist in einem Dauerstrom und jeder Teilstrom der Batterie B, der nach E sowie im
Nebenschluß dieses Kupplungselektromagnetes des Ortsignals in den Motor M gelangen soll, muß über den Kontakt des Ankers A1 seinen Weg nehmen.
So lange als A1
angezogen bleibt, wird sonach eine vorübergehende Linienstromunterbrechung, bezw.
ein hierdurch verursachtes momentanes Abreißen des Hauptrelaisankers A keine störende Rückwirkung auf das Stellwerk des
Ortsignals ausüben.
Textabbildung Bd. 322, S. 72
Fig. 4.
Eine andere Schwierigkeit bildet die zweckmäßige Stromverteilung, welche sich bei der
einfachen Stromlaufanordnung nach Fig. 3 niemals
erreichen ließe. Es darf beispielsweise der Kupplungselektromagnet E (Fig. 4) wenn das
Ortsignal auf Freie Fahrt gestellt werden soll, seine
Ankerwirkung nicht wesentlich ändern, gleichgültig ob der Motor arbeitet oder
ausgeschaltet ist. Da M aber einen geringeren
Widerstand besitzt als E, wird ersterenfalls M den größten Teil des Stromes verbrauchen, während
letzterenfalls der Gesamtstrom durch E gelangt.
Besonders ungünstig stellt sich natürlich diese Schwankung für E beim Anlaufen des Motors, also gerade in jenem
Zeitpunkt, wo auch E für die Kupplung des
Signalstellhebels mit der Gliederkette sicher wirksam sein muß. Diesem Uebelstande
hätte durch Beigabe von Ausgleichbatterien unschwer begegnet werden können, allein
man erachtete es wirtschaftlich günstiger und wohl auch für verläßlicher die Abhilfe
durch veränderliche Spulenwiderstände der Kupplungselektromagnete E und e zu erzielen. Zu
dem Ende haben die letzteren zweierlei Wicklungen erhalten und zudem je eine mit
großem und eine zweite mit geringem Widerstand, von denen in Fig. 4 die ersteren durch kräftig strichpunktierte
Linien, die anderen mit einfach gestrichelten schwachen Linien angedeutet sind.
Eine weitere Abweichung der Einrichtung nach Fig. 4
gegenüber jener nach Fig. 3 besteht darin, daß außer
den beiden Ausschaltern C und c, welche von dem Stellhebel des Ortsignals bezw. des Vorsignals beim
Hochgehen in die Freilage unterbrochen und beim Niedergehen in die Haltlage
geschloßen werden, noch zwei ganz ähnliche federnde Schalter x und y vorhanden sind, die aber lediglich
vom Stellhebel des Ortsignals ganz in ähnlicher Weise wie C (durch d in Fig.
2) beeinflußt werden, mit dem Unterschied, daß bei der Haltlage des
Ortsignals x wie y
geschlossen, während der Freilage dagegen geöffnet sind.
Die Lage der beweglichen Teile, wie dieselbe in Fig.
4 dargestellt erscheint, entspricht jenem Fall, in welchem sowohl das Ort-
als das Vorsignal auf Halt steht. Gelangt ein
Linienstrom in die Spulen des Hauptrelais R, so wird,
gleichgültig welche Richtung derselbe besitzt, A
angezogen, also über R1
der Strom geschlossen und folgedessen auch A1 angezogen. Der Hauptteil des von B gelieferten Stromes findet nunmehr seinen Weg über
p, A1, v, 1, E (Spule mit großem Widerstand), 3, u, q, l1 und im
Nebenschluß von v über C, M, 2,
E (Spule mit geringem Widerstand) nach 3. Kraft dieser Ströme kuppelt E die Endlose Kette mit dem Stellhebel und hebt M letzteren in die Lage für Freie Fahrt, wobei schließlich C
unterbrochen, d.h. M abgeschaltet und dafür x und y geschlossen
werden. Bis zu diesem Augenblick, d.h. bevor sich nicht die Freistellung des
Ortsignals vollzogen hat, kann niemals eine Freistellung des Vorsignals stattfinden,
selbst dann nicht, wenn in R der polarisierte Anker
gleichfalls angezogen wäre. Der Freistellungsstrom des Vorsignals verläuft nämlich
von B über p, A, a, l2, 5, e (Spule mit
großem Widerstand), 4, y, u, q, l, was eben nur möglich
ist, wenn bei y keine Unterbrechung besteht. Im Motor
Nebenschluß des Vorsignals findet der Strom seinen Weg von 5 aus über e
(Spule mit geringem Widerstand), 6, c, x, i, M, 2,
E (Spule mit geringem Widerstand) nach 3. Daß
dieser Teilstrom, welcher den Motor für die Freistellung des Vorsignals speist, auch
über E läuft, ist mit Vorbedacht veranlaßt, weil eben
erfahrungsmäßig die Schwächung des Kupplungselektromagnetes des Ortsignals während
der Freistellung des Vorsignals vermieden werden soll. Durch die beiden Schalter x und y wird nicht nur die
Freilage des Vorsignals von jener des Ortsignals abhängig, sondern auch die
Inanspruchnahme des Motors für eine gleichzeitige Freistellung beider Signalflügel
unmöglich gemacht. Es war diese letztgedachte Vorkehrung geboten, obwohl, wie aus
früheren Betrachtungen hervorging, auf der laufenden Strecke der Fall gar nicht
vorkommen kann, daß nach stattgefundener Haltstellung beider Signalflügel auch
wieder normalgerichteter Strom in R (Fig. 4) eintreffen und beide Anker gleichzeitig zum
Anziehen bringen könnte. Immerhin ist dies aber an Ausweichen oder Abzweigungen
möglich und man hat es weder für nötig noch für zweckmässig erachtet, zweierlei
Muster zu schaffen, da die besprochene Anordnung eben für alle Fälle entspricht.
Als Ortsbatterie B (Fig.
4) benutzt die Union Switsh and Signal
Company je 16 grossplattige Aetzkalielemente, welche einzeln 0,7 Volt,
zusammen also 11,2 Volt elektromotorische Kraft besitzen. Der normale Betriebsstrom,
den die Batterie liefert, während beide Signalflügel auf Freie Fahrt stehen, beträgt 0,016 Amp., jener während der Motor eine
Freistellung bewirkt, 2 Amp. Wird angenommen, daß täglich 60 Züge verkehren und daß
dieselben zum Durchfahren der Blockabschnitte durchschnittlich drei Minuten
benötigen, so vermindert sich die Inanspruchnahme der Batterie für die
Kupplungselektromagnete um ein Achtel und der Tagesverbrauch stellt sich sonach auf
0,336 Amperestunden. Der Motor hingegen, welcher etwa 7,5 Sekunden zu jeder
Freistellung Zeit benötigt, was für 60 Züge 15 Minuten ausmacht, verbraucht mithin
eine halbe Amperestunde. Der tägliche Gesamtverbrauch berechnet sich daher mit 0,836
Amperestunden und da die Batterie eine Kapazität von 300 Amperestunden besitzt, so
würde sie unter der gestellten Annahme nahezu für ein Jahr auslangen.
(Fortsetzung folgt.)