Titel: A. Hattemer's elektrisches Distanzsignal.
Autor: Ludwig Kohlfürst
Fundstelle: Band 233, Jahrgang 1879, S. 373
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A. Hattemer's elektrisches Distanzsignal. Mit Abbildungen auf Tafel 35. Kohlfürst, über Hattemer's elektrisches Distanzsignal. Das nachstehend beschriebene, von A. Hattemer, Telegrapheninspector der Berlin-Görlitzer-Eisenbahn, entworfene elektrische Distanzsignal (Fig. 1 bis 10 Taf. 35) ist für den Betrieb mittels Inductionsströmen eingerichtet. Das Aeuſsere des Signales (Wendescheibe oder Semaphor) zeigt Fig. 1 und 2. In dem vierkantigen Kästchen A des guſseisernen Ständers ist das Triebwerk und die elektrische Einlösung, in der Röhre S die Scheibenspindel der Wendescheibe, bezieh. die Zugstange für den Semaphor untergebracht und im hohlen Schafte des Ständers läuft das Treibgewicht. Das Triebwerk (Fig. 3 und 4) gleicht im Wesentlichen den sonst für ähnliche Zwecke angewendeten; nur ist das zum Tragen des Treibgewichtes in der Regel benutzte Hanf- oder Drahtseil durch eine Gliederkette ersetzt. Auf der Welle I sitzt die Kettentrommel und das Zahnrad A, welches durch den Eingriff in das halb so groſse Rad B die Welle II treibt; diese überträgt ihre Bewegung auf die Welle III, von welcher endlich durch Vermittlung des Rades C die Windflügelwelle IV gedreht wird. Weiter sitzt auf der Welle II vorn eine Scheibe s, rückwärts die Kurbel k; letztere greift mittels ihres Rollenzapfens r in den Schlitz eines auf dem Zapfen d drehbaren Hebelarmes h ein. Auf d (Fig. 3) ist auch das Kegelradsegment J' aufgekeilt, dessen Zähne in ein auf der Scheibenspindel S1 sitzendes Kegelrad i eingreifen. Wird statt der Wendescheibe der Semaphor angewendet, so tritt an Stelle des Segmentes der Arm u (Fig. 4) und die daran hängende Hebelverbindung mit der hölzernen Zugstange z. Steht das Signal, wie es in Fig. 3 und 4 angenommen ist, auf „Verbot der Fahrt“, so befindet sich der Kurbelzapfen r (Fig. 5) am unteren Ende des Schlitzes und kann sich, wenn nun das Werk in Gang gesetzt wird, auf ein Drittel Umdrehung nach aufwärts bewegen, ohne daſs der Arm h (Fig. 6) aus seiner Ruhelage kommt, da letzterer in entsprechender Weise gekrümmt ist. Sobald jedoch die Kurbel k die erste Drittelumdrehung überschreitet, ist dem Zapfen r die freie Bewegung nicht mehr gestattet, sondern derselbe legt sich jetzt an die linke Kante des Schlitzes und muſs den Arm h mitnehmen und zwar so lange, bis das zweite Drittel der Umdrehung zurückgelegt ist, worauf der Arm h sich in der in Fig. 7 angedeuteten Lage befindet. In diesem Falle ist die Wendescheibe durch Vermittlung der Kegelräder um 90° gedreht, bezieh. der Arm des Semaphors gehoben, also das Signal aus der Haltstellung in die Freistellung gebracht worden. Beim letzten Drittel der Kurbelumdrehung erfaſst der Rollenzapfen r die rechte Seite des Schlitzes und schiebt den Arm dadurch wieder in die ursprüngliche Lage (Fig. 5) zurück, und das Signal ist in diesem Falle wieder auf „Verbot der Fahrt“ eingestellt. Zur strengeren Begrenzung der Bewegung des Armes h nach rechts ist ein durch eine aufgelegte Lederscheibe oder Gummiplatte elastisch gemachter Anschlag an der Gehäusewand angebracht. Der Arm h hat überhaupt das Bestreben, sich in diejenige Lage zu begeben, welche er für die Herstellung des Signales (Fig. 3 bis 5) einzunehmen hat, weil er in diesem Sinne, wenn auch nur sehr gering, belastet ist. Diese Belastung geschieht, wenn ein Semaphor benutzt wird, durch das Uebergewicht des Armes, bei einer Wendescheibe durch eine starke (in den Zeichnungen nicht sichtbare) Schraubenfeder, welche mit einem Ende an der Scheibenspindel S1 (Fig. 3), mit dem vorderen Ende an dem Spindelgehäuse S (Fig. 1) festgemacht ist. Den oben geschilderten Bewegungen der Kurbel k (Fig. 3 bis 7) entsprechen drei Ausschnitte α, β, γ (Fig. 3 und 4) der Scheibe s, in welche der Sperrhaken p, der auch gleichzeitig bei n die Windflügelachse arretirt, der Reihe nach einfällt. Auſser diesen drei Ausschnitten ist auf der Scheibe s zwischen α und β noch ein vierter δ vorhanden, welcher den Zweck hat, den Lauf des Triebwerkes in der Mitte des ersten Drittels nochmals zu hemmen, so daſs also zur Umstellung des Signales von „Verbot der Fahrt“ auf „Erlaubte Fahrt“ drei Auslösungen und Einlösungen erforderlich sind, während die Umstellung von „Erlaubte Fahrt“ auf „Verbot der Fahrt“ nur eine einzige Aus- und Einlösung erheischt. Die elektrische Auslösung und Einlösung, welche im Wesentlichen jener ähnlich ist, welche Siemens und Halske bei ihren Strecken-Läutewerken mit Laufwerk anwenden, besteht aus dem Elektromagnete m, zwischen dessen beiden Polen der Anker a (Fig. 3 und 4), ein Stahlmagnet, sich hin und her bewegt, je nach der Richtung des Stromes, welcher die Elektromagnetspulen durchläuft. Nach dem Verschwinden eines Stromimpulses bleibt der Anker vermöge seiner eigenen magnetischen Kraft an demjenigen Pol liegen, von welchem er zuletzt angezogen wurde. Ist der Mechanismus in Ruhe, so liegt gemäſs der später darzulegenden Anordnung der Anker immer, wie Fig. 4 zeigt, am linken Pol. Auf der Ankerachse sitzt, um einen Stift drehbar, ein Stecher t von gehärtetem Stahl in einer Messingführung derart, daſs er in seiner Ruhestellung einem Drucke von rechts nachgibt, durch eine kleine Feder aber wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgedrückt wird; einem Drucke von links dagegen, weicht er nur in der Weise aus, daſs er den Anker a mit bewegt und diesen an den linken Pol des Elektromagnetes anlegt. Der Auslösehebel ee' trägt am linken Ende zwei seitlich vorstehende Stahllappen (Paletten), welche so eingerichtet sind, daſs die rechts liegende Palette auf der höher liegenden Nase des Stechers aufruht, wenn der Anker links angezogen, und die links liegende Palette auf der unteren Nase des Stechers, wenn der Anker rechts angezogen ist. In der völligen Ruhelage des Apparates, d. i. nach einer erfolgten Einlösung, ruht daher der Auslösehebel nach dem früher Gesagten stets auf der oberen Nase des Stechers. Der Druck, mit welchem er auf die Nase wirkt, ist nur ein Minimum und resultirt aus dem Gewicht des Hammers c, welcher das Bestreben des Auslösehebels, mit seinem rechts liegenden Ende zu fallen, durch sein eigenes entgegengesetzt wirkendes Gewicht nicht nur aufhebt, sondern sogar zu einem schwachen Druck auf die Nase des Stechers gestaltet. In Folge dieser geringen Belastung des Stechers kann die Auslösung ziemlich grob gestellt sein, was ihrer Widerstandsfähigkeit bezieh. Unempfindlichkeit gegen äuſsere mechanische Einflüsse, z.B. Erschütterungen u. dgl., wesentlich zu Gute kommt. Die vorerwähnte Wirkung des Hammers c auf den Auslösehebel ee' wird dadurch erzielt, daſs letzterer an seinem rechten, mit einem Uebergewicht versehenen Arme e' einen halbrunden Stift trägt, welcher den Hammer c an einem Schnapper so lange in der Schwebe hält, als e auf einer oder der anderen Nase des Stechers t ein Auflager hat. Wird aber durch die Spulen des Elektromagnetes ein Strom gesendet, welcher den Anker aus der Ruhelage, d. i. von links auf rechts wirft, so verliert e das Auflager der rechten Palette an der höher liegenden Nase des Stechers, kann aber nicht weit niederfallen, da die zweite Palette von der links liegenden Stechernase aufgehalten wird; erst wenn ein zweiter Strom den Anker wieder zurückbringt, hat e jedes Auflager verloren und kann weiter abwärts fallen, wodurch der halbrunde Stift am Arme e' seine Lage ändert, der Schnapper des Hammers c abrutscht und dieser vermöge seines Gewichtes auf p niederfällt, während e sofort nach Abfall des Hammers in Folge seines am rechts liegenden Arme e' nun unbehindert wirksam werdenden Uebergewichtes nach aufwärts zurückgeht und sich zunächst an die Feder f anlegt. Der Hammer aber hat beim Auffallen auf den Hebel p diesen aus der Einkerbung der Scheibe s ausgezogen und dadurch die Arretirung des Triebwerkes aufgehoben. Letzteres setzt sich in Bewegung; der nächste seitlich in s eingesetzte Stift t' erfaſst dabei den steif auf der Hammerachse sitzenden Arm v und hebt so den Hammer wieder in die Höhe, d. i. den Schnapper wieder unter den halbrunden Stift des Armes e', was zur Folge hat, daſs sich e wieder auf die obere Nase des Stechers auflegt. Die Arretirung des Laufwerkes vollzieht sich, indem der Hebel p beim nächsten Ausschnitt der Scheibe s durch sein eigenes Gewicht einfällt und dabei zugleich die Windflügelachse festhält. Die Auslösung und Einlösung erfolgt ziemlich rasch, und es kommt lediglich darauf an, daſs die Zeiträume, in welchen die Ströme gegeben werden, richtig abgegrenzt sind. Es müssen die beiden zu einer Auslösung erforderlichen Ströme etwa wie die Pendelschläge einer Uhr rasch einander folgen; wenn aber mehrere Strompaare zur Aenderung einer Signallage nöthig sind, nämlich beim Umstellen des Signales von „Halt“ auf „Frei“, wo das Laufwerk nach der Reihe durch die Scheibeneinschnitte δ, α und γ angehalten werden muſs, darf ein zweites Strompaar dem ersten erst nach dem Verlaufe einer Pause nachkommen, welche dem Triebwerke reichlich Zeit läſst, die Einlösung durchzuführen. Damit das Signal bei abgelaufenem Gewicht nicht in einer unbestimmten Stellung stehen bleiben könne, ist eine besondere Sperrvorrichtung vorhanden. An einem Gliede der Gewichtskette ist in der Nähe des Kettenendes einer der Stifte, welche die Gliederverbindung herstellen, verstärkt und nach beiden Seiten derart verlängert, daſs diese vorstehenden Stiftenden sich auf die Gabel w' auflegen und die Gabel, welche auf der Achse y drehbar ist, niederdrücken können. Die Achse y hat eine Stelle, an welcher sie bis zur Hälfte durchgefeilt ist behufs Aufnahme einer ebenso bearbeiteten Hülse, welche eine kleine Nase- trägt, an die sich bei der Ruhelage der Daumen w stemmt. Läuft die Gewichtskette so weit ab, daſs die Gabel w' niedergedrückt wird, so verläſst die Nase auf der Achse y ihre inne gehabte Lage, der Daumen w schnappt durch die Wirkung einer auf seiner Lagerbüchse sitzenden Spiralfeder nach oben, schlägt rückwärts an den Anschlagstift g und hemmt das ganze Triebwerk, sobald dieses so weit abgelaufen ist, daſs der am Rade A sitzende Stift l sich vor w stellt. Der Stift l befindet sich aber an einer derart gewählten Stelle, daſs die vorgedachte Hemmung gerade nur eintreten kann, wenn das Distanzsignal auf „Verbot der Fahrt“ steht. Für die Controleinrichtung ist eine Art Rheostattaster vorhanden, dessen Theile einerseits an einer Gestellwand des Apparates, andererseits bei q an der Welle d (Fig. 3) angebracht sind. Die Anordnung dieser Vorrichtung erhellt aus Fig. 8. Zu den gut isolirten Anschluſsklemmen a und b sind die kommende und gehende Leitung (vgl. Fig. 9) zugeführt, auſserdem auch die Enden einer Widerstandsrolle W aus Neusilberdraht (450 S. E.) angeschlossen. Während der Freistellung des Distanzsignales sind die Klemmen a und b durch eine Contactfeder F direct verbunden; kommt aber das Signal in die Haltstellung, so drückt der an der Achse d aufgesetzte Daumen N die Contactfedern F von a ab und die Stromverbindung von a zu b ist nunmehr nur über die Widerstandsrolle möglich. Sobald dieser Widerstand eingeschaltet ist, läutet in jenem Dienstraume, von welchem aus das Stellen des Distanzsignales besorgt wird, ein Controlwecker K (Fig. 9). Auſser der Drahtleitung L1, welche vom Wecker zum Signal, dort durch die Elektromagnetspulen und dann zur Erde geht, der Stelllinie, ist noch eine zweite Leitung L2 vorhanden, die Controllinie, welche von einem Galvanoskop zum Signal geht, dort an die Klemme b geführt ist und weiter über die Feder F oder über den Widerstand W zur Linie L1 bezieh. zur Erde anschlieſst. Beide Linien sind im Ruhestande zu einem Stromkreise als Hin- und Rückleitung vereinigt. In diesem Kreise sind auſser dem Wecker und dem Galvanoskope noch ein Taster T, die etwa aus 4 Meidinger-Elementen bestehende Batterie B und der Umschalter. U eingeschaltet. Die WiderständeDie Galvanoskopmultiplication hat etwa 30, die Multiplication des Weckerelektromagnetes etwa 10 S. E. auf jedes Element der Batterie B. sind so gering, daſs, so lange die Rheostatspule des Distanzsignales nicht eingeschaltet ist, also das Signal auf „Erlaubte Fahrt“ steht, der Anker des Weckers angezogen bleibt, der Wecker somit schweigt, während die optische Controle (das Galvanoskop) „Strom“ zeigt. Wird das Distanzsignal aber auf „Verbot der Fahrt“ gestellt und dadurch die Widerstandsspule W in die Linie gebracht, so reiſst zufolge der eingetretenen Stromschwächung der Anker des Weckers ab und dieser arbeitet nun vermöge der Localschaltung x als Selbstunterbrecher im kurzen Schlüsse, während die Galvanoskopnadel, deren Bewegung durch einen kurzen Anschlag begrenzt wird, noch immer Strom zeigt. Würde aber eine der beiden Leitungen an irgend einer Stelle reiſsen, so stellt sich die Nadel auf Null; tritt dieser Fall während der Freistellung des Signales ein, so fängt überdies der Wecker zu läuten an. Mittels der an dem Galvanoskop angebrachten Stöpsel Vorrichtung und des Umschalters U, welche gestatten, beide Leitungen abwechselnd an Erde zu legen, läſst sich sofort feststellen, in welcher Leitung die Unterbrechung liegt. Hinsichtlich sonstiger Linienstörungen ist zu bemerken, daſs bei jeder Strömentsendung mittels des Inductortasters T die Controllinie durch das Aufheben des Tasterhebels T' unterbrochen wird und daher eine etwa bestehende Verschlingung beider Leitungen ohne allen Einfluſs auf die Functionstüchtigkeit des Signales bleibt. Steht nämlich in einem solchen Falle das Distanzsignal auf „Erlaubte Fahrt“, so wird beim Umstellen auf „Verbot der Fahrt“ ein Weckersignal nicht eintreten, dabei jedoch die Haltstellung des Signales anstandslos vor sich gehen. Tritt die Leitungsverschlingung ein, während das Signal auf „Verbot der Einfahrt“ steht, so verstummt der Wecker. Jedenfalls ist also die Wahrnehmung einer Leitungsverschlingung gesichert und letztere unschädlich gemacht. Es erübrigt noch die Betrachtung des Inductors J (Fig. 9) und der Art und Weise seiner Thätigkeit: Dieser Apparat ist ein Siemens'scher Magnetinductor. Die abgehenden Ströme sind an der oberen Schiene c (Fig. 10) des Commutators stets positiv, an der unteren stets negativ, also gleich gerichtet und folgen sich so rasch, daſs die Nadel eines eingeschalteten Galvanoskopes keinerlei Vibrationen zeigt, sondern dauernd ruhig ausschlägt. Die obere Schiene c des Commutators ist verlängert und mit zwei Contacten versehen, auf welche zwei starke Federn f und f' sich auflegen. Beide Federn sind sowohl gegen einander, als auch gegen den Metallkörper des Inductors isolirt. Auf der Achse des groſsen Zahnrades, auf welcher gleichzeitig auch die Kurbel U sitzt, ist eine Nase n angeschraubt, die bei jeder vollen Umdrehung der Achse abwechselnd die eine, dann die andere Feder auf etwas weniger als die Dauer einer halben Kurbelumdrehung vom Contacte abhebt. Was damit bezweckt wird, geht aus der Schemazeichnung Fig. 9 hervor. Die Stelllinie wird abwechselnd mit der positiven und negativen Commutatorschiene verbunden, und die so gewechselten Ströme werden in starker Spannung und in gröſseren Zwischenräumen, als dies sonst der Fall ist, in die Leitung geführt. Je eine Umdrehung der Inductorkurbel bewirkt somit ein einmaliges Hin- und Hergehen des Elektromagnetankers des Distanzsignales und eine Auslösung des Triebwerkes. Bis zur erfolgten Arretirung desselben muſs nun der Inductor in Ruhe bleiben und bei einer nächsten Umdrehung wieder zwei Ströme in derselben Aufeinanderfolge wie früher liefern. Es ist daher nöthig, daſs jede Kurbelumdrehung begrenzt wird. Zu diesem Zwecke hat die Kurbel eine gröſsere Länge als gewöhnlich und als Griff eine guſseiserne Hülse, welche als Uebergewicht wirkt und der Kurbel das Bestreben gibt, sich senkrecht abwärts zu stellen; hierbei wird die Kurbel noch unterstützt durch den Cylinder des Inductors, dessen Eisenkerntheile von den Polen der Magnete angezogen werden und dessen Stellung zum groſsen Zahnrad demgemäſs gewählt ist. An der vollständigen Einstellung in die senkrechte Lage wird die Kurbel im Ruhezustände jedoch durch den Sperrhaken u behindert, indem letzterer sich gegen den halbrunden, seitlich am groſsen Zahnrade angebrachten Hemmstift z anlegt. Erst wenn der Sperrhebel durch einen Druck auf den Knopf P abgeschoben wird, kann die Kurbel U in Bewegung gesetzt und zwar einmal herumgedreht werden, worauf sie der Sperrhebel wieder festhält. Für jede Kurbelumdrehung muſs also vorher der Knopf P, sodann aber auch noch der Inductortaster T niedergedrückt werden, was beiläufig einen Zeitaufwand von 3 Secunden erheischt. Die zwischen zwei Signalauslösungen nothwendige Pause ist auf diese Weise durch die mit der Stromentsendung verbundene Manipulation zwangsweise ausgefüllt. Noch wäre zu erwähnen, daſs bei jeder Stromsendung, die vom Inductor in die Linie gelangt, am Wecker, nachdem er früher durch das Niederdrücken des Tasters T bezieh. T' (Fig. 9 und 10) stromlos gemacht wird, ein kurzer kräftiger Schlag auf die Glocke erfolgt, wodurch wieder eine Controle für das richtige Functioniren sowohl des Inductors, dann des Weckers, als endlich auch des Distanzsignales gesichert ist. Wie aus dem Früheren hervorgeht, erfordert die Umstellung des Distanzsignales von „Halt“ auf „Frei“ die dreimalige Vornahme jener Manipulation, welche nöthig ist, das auf „Frei“ stehende Signal auf „Halt“ zu stellen – eine Anordnung, welche von wesentlichem Werthe ist, indem sie die sonst vorhandene Möglichkeit des zufälligen oder leichtfertigen Umstellens des Signales in die gefährliche Lage so zu sagen ausschlieſst. Wie bereits erwähnt, kann die Auslösung ziemlich grob eingestellt werden; hierdurch sowie durch die Anwendung der bestimmten Anzahl ungleich gerichteter, kräftiger Ströme von längerer Dauer erscheint der Apparat gegen unbeabsichtigte Auslösungen, die etwa durch Erschütterungen oder durch atmosphärische Ströme herbeigeführt werden könnten, gesichert. Ueber das Verhalten des Signales bei Leitungsunterbrechungen oder Leitungsverschlingungen wurde gleichfalls bereits gesprochen; andere Linienstörungen werden wohl wie bei allen bestehenden Systemen elektrischer Distanzsignale unter Umständen die Functionsfähigkeit des Signales beeinträchtigen können; doch müſste auf die Benutzung elektrischer Vorrichtungen für den Signaldienst der Eisenbahnen überhaupt ganz verzichtet werden, würden nicht Linienstörungen der gedachten Art bei entsprechender Ausführung und Instandhaltung der Anlage sehr wohl vermieden, oder wenigstens seltener oder ebenso selten gemacht werden können, als das Unbrauchbar werden bei solid construirten mechanischen Signalmitteln vorkommt. Dagegen werden Leitungsbrüche, weil sie selbst bei sorgfältigst ausgeführten Anlagen nicht zu vermeiden sind, stets Gegenstand einer besonderen Aufmerksamkeit für das Ueberwachungspersonal bleiben müssen. Man hat sich bereits ziemlich allgemein der Ueberzeugung nicht verschlieſsen können, daſs für den Betrieb elektrischer Distanzsignale Inductionsströme den Batterieströmen vorzuziehen sind, und die Vertreter des Batteriestromes vermochten allen den zahlreichen Vorzügen des Inductionsstromes nur den einen allerdings gewichtigen Mangel entgegen zu halten, daſs er blos Arbeitsstrom-Schaltung zuläſst und sonach bei seiner Anwendung, falls der Leitungsdraht reiſst, ein selbstthätiges Zurückstellen des auf „Erlaubte Fahrt“ stehenden Distanzsignales nicht erzielt werden kann. Bei der vorstehenden Einrichtung ist dieser Uebelstand ganz wesentlich, und zwar so weit es überhaupt möglich sein dürfte, abgeschwächt, indem sich die eingetretene Unterbrechung der Stelllinie, überdies aber auch ein Zerreiſsen der Controllinie (letzteres dürfte wohl auch als ein besonderer Vorzug des Systemes anzuerkennen sein) sofort signalisirt. Ludwig Kohlfürst.

Tafeln

Tafel Tafel 35
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