Titel: Ein neuer Registrapparat usw.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1911, Band 326 (S. 721–725)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj326/ar326214

EIN NEUER REGISTRIERAPPARAT ZUR MESSUNG DER FAHRGESCHWINDIGKEIT VON EISENBAHNFAHRZEUGEN.

Von Oberingenieur Georg Schmidt.

Inhaltsübersicht.

Unter Hinweis auf die Notwendigkeit, die Geschwindigkeit fahrender Züge auf gewissen Strecken genau kontrollieren zu können, wird zunächst erörtert, daß die bisher allgemein üblichen Kontrolleinrichtungen nur die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit registrieren, während die Sicherheit des Eisenbahnbetriebes fordert, die Kontrolle auf einer so kurzen Meßstrecke ausüben zu können, daß die absolute Fahrgeschwindigkeit sich einwandfrei feststellen läßt. Im Anschluß daran wird eine eingehende Beschreibung der von der Siemens & Halske Akt.-Ges. für diesen Zweck konstruierten Einrichtung gegeben.

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Vor einiger Zeit ging durch die Tageszeitungen die Notiz, daß auf Veranlassung des Kgl. Eisenbahn-Zentralamtes auf verschiedenen Strecken des Eisenbahndirektions bezirks Berlin Versuche mit einem neuen Registrierapparat zur Messung der Geschwindigkeit fahrender Züge veranstaltet werden. Dadurch Verwendung derartiger Kontrollapparate wesentlich zur Erhöhung der Sicherheit des fahrenden Publikums beigetragen wird, so dürfte eine nähere Mitteilung über Konstruktion und Wirkungsweise von allgemeinem Interesse sein.

Im Bahnbetrieb hat man stets damit zu rechnen, daß gewisse Strecken nur mit verminderter Geschwindigkeit durchfahren werden dürfen, diese Strecken nennt man Gefahrstrecken; sie lassen sich bei einer Neuanlage nie ganz umgehen, beispielsweise muß die Einfahrt in einen Bahnhof, namentlich wenn derselbe als Kopfbahnhof ausgebildet ist, sehr verlangsamt werden, aber auch bei scharfen Krümmungen, Gleiskreuzungen im Niveau, Einfahrt in ein gemeinsames Gleis, beim Passieren einer Brücke, vor einer Eisenbahndrehbrücke oder beim Befahren eines Wegüberganges usw. ist die Herabminderung der Fahrgeschwindigkeit unbedingtes Erfordernis.

Textabbildung Bd. 326, S. 721

Das Prinzip einer einfachen elektrischen Kontrolleinrichtung besteht darin, an den beiden Endpunkten der Gefahrstrecke je einen Kontakt aufzustellen, der durch den darüber fahrenden Zug betätigt, auf der Kontrollstation meldet, wenn der Zug in die Gefahrstrecke einfährt und sie wieder verläßt. Die dazwischenliegende Zeit gibt das Maß für die Fahrgeschwindigkeit. Angenommen eine Brücke sei mit verminderter Geschwindigkeit zu passieren, so wird man an den Punkten a und b (Fig. 1) je einen Kontakt anbringen und mit der Anzeigevorrichtung verbinden.

Textabbildung Bd. 326, S. 721

Derartige Anlagen bestehen schon lange, namentlich eine Konstruktion von Siemens & Halske hat weitgehende Anwendung gefunden, weshalb diese zunächst beschrieben werden soll.Fig. 2 gibt eine schematische Darstellung der Einrichtung. In a und b sehen wir die zwei Kontakte k1 und k2, die, an den Schienen angebracht, |722| einerseits mit der Erde, andererseits durch eine gemeinsame Leitung mit der eigentlichen Registriervorrichtung in Verbindung stehen. Letztere besteht aus einem genau regulierten Uhrwerk, das einen in Stunden und Minuten geteilten Papierstreifen vorwärtsbewegt, und der eigentlichen Markiervorrichtung. Sobald der Stromkreis der Batterie B über einen Kontakt k1 oder k2 geschlossen wird, zieht der Elektromagnet e den Ankerhebel h an und der an letzterem befestigte Stahlmeißel m schlägt in den Papierstreifen p ein Loch, die Kontrollmarke. Da der Papierstreifen weiterläuft, so entsteht zwischen den durch Kontakt k1 und k2 hervorgebrachten Marken ein Zwischenraum, dessen Länge das Maß für die Fahrgeschwindigkeit gibt.

Textabbildung Bd. 326, S. 722

Fig. 3 zeigt die vollständige Registrieruhr, Fig. 4 die Schaltung derselben. Das einmalige Anziehen des Ankerhebels beim Passieren eines Schienenkontaktes bringt jedoch nur eine schwache, kaum merkbare Marke im Papierstreifen hervor, infolgedessen hat man eine Vorrichtung, die sogen. Kontaktverlängerung, angebracht, die nach Art eines Wagnerschen Hammers infolge einer größeren Anzahl Stromunterbrechungen ein öfteres Schwingen des Ankerhebels hervorruft, so daß der Meißel eine deutliche Marke in dem Papierstreifen erzeugt. Fig. 5 läßt derartige Marken auf dem Papierstreifen erkennen, welche angeben, daß ein Zug den Kontakt k1 um 3 Uhr 4 Minuten und den Kontakt k2 um 3 Uhr 5 Minuten überfahren hat. Liegen die beiden Kontakte 1000 m auseinander, so erkennt man aus dem Abstand beider Marken = 1 Minute, daß der Zug mit einer Stundengeschwindigkeit von 60 km gefahren ist. Ein entsprechend eingeteilter Maßstab (Fig. 6) erleichtert die Feststellung der verschiedenen Geschwindigkeiten.

Textabbildung Bd. 326, S. 722

Einen wichtigen Bestandteil derartiger Anlagen bilden die Schienenkontakte. Sie müssen so konstruiert sein, daß sie den starken Beanspruchungen durch die darüber rollenden Züge standhalten und weder beim Befahren durch leichtere Fahrzeuge, wie Bahnmeisterwagen, noch auf mutwillige Weise betätigt werden können. Es eignen sich deshalb Kontakte, deren Funktion auf Hebelübertragung beruht, nicht für diesen Zweck. Die Siemens & Halske A.-G. verwendet infolgedessen nur Kontakte, deren Betätigung durch die Durchbiegung der Schiene beim Ueberfahren eines Zuges erfolgt. Die Uebertragung der Schienendurchbiegung auf den eigentlichen Kontakt geschieht auf hydraulischem Wege. An Hand der Fig. 7 sei das Konstruktionsprinzip erläutert.

Textabbildung Bd. 326, S. 722

In einem gußeisernen Gehäuse G, das in geeigneter Weise an dem Schienenfuß befestigt ist, befindet sich ein Hohlraum, der mit Quecksilber p vollkommen gefüllt ist. Oberhalb des Quecksilberspiegels befindet sich eine Stahlmembrane m, auf der ein Metallteller t ruht. Ein auf diesen aufgesetzter Stempel s ist so abgepaßt, daß seine obere Kante die untere Fläche des Schienenfußes berührt. Der mit Quecksilber gefüllte Hohlraum steht mit einem zweiten Hohlraum h durch zwei Kanäle k1 k2 in Verbindung. In diesen Hohlraum h ragt, isoliert durch das Gehäuse hindurchgeführt, der Kontaktstift k. Die Quecksilbersäule ist so bemessen, daß sie in Ruhe bis an den |723| Hohlraum h reicht, aber nicht den Kontaktstift k berührt. Wird nun die Schiene durch das Gewicht des darüber fahrenden Zuges durchgedrückt, so wird diese Bewegung durch den Stempel s und den Teller t auf die Membrane übertragen, diese durchgebogen und das Quecksilber dem plötzlichen, großen Flächendruck entsprechend in den Hohlraum h gepreßt. Da dadurch der Kontaktstift mit dem Quecksilber in Berührung kommt, so wird eine leitende Verbindung zwischen dem Kontaktstift k und dem Metallgehäuse G hergestellt. Danach läuft das Quecksilber wieder zurück, jedoch nur langsam, da der Kanal k1 sehr eng gebohrt ist, infolgedessen wird der Kontakt nicht augenblicklich, sondern erst innerhalb einer gewissen Zeit wieder geöffnet.

Textabbildung Bd. 326, S. 723
Textabbildung Bd. 326, S. 723

Fig. 8 zeigt die wirkliche Konstruktion des Schienenkontaktes, während aus Fig. 9 seine Anbringung an der Schiene zu erkennen ist. Die vorbeschriebene Registriervorrichtung arbeitet mit einer Streifenbewegung von 12 bezw. 24 mm i. d. Min. Es müssen infolgedessen, wenn einigermaßen gut ablesbare Marken entstehen sollen, die beiden Schienenkontakte in großer Entfernung voneinander liegen; meist wird eine Entfernung von 1000 m gewählt. Bei dieser Länge der Kontrollstrecke ist aber nur die Feststellung der durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit möglich, denn der Maschinenfahrer kann diese Strecke mit verschiedenen Geschwindigkeiten durchfahren. Um diesen Uebelstand zu vermeiden, wäre es nötig, die Kontrollstrecke so kurz zu bemessen, daß beim Befahren derselben eine Aenderung in der Fahrgeschwindigkeit vollkommen ausgeschlossen ist. Erst dann bekommt man eine einwandfreie Angabe der wirklichen Fahrgeschwindigkeit. Wird aber die Kontrollstrecke verkürzt, so werden sich bei der vorbeschriebenen Einrichtung auch die Abstände der beiden Kontrollmarken verkürzen, wodurch das Ablesen besonders erschwert wird. Um dies zu umgehen, sicht man sich gezwungen, den Papierstreifen schneller laufen zu lassen. Nun sind bei 12 mm Streifenbewegung i. d. Min. in 24 Stunden aber schon 17,28 m Papierstreifen abzurollen, bei 24 mm minutlicher Bewegung das Doppelte, also 34,56 m täglich. Daß die gewissenhafte Prüfung derartig langer Registrierstreifen keine leichte Sache ist, leuchtet ein.

Textabbildung Bd. 326, S. 723
Textabbildung Bd. 326, S. 723

Aus diesen Erwägungen heraus hat die Siemens & Halske A.-G. einen Registrierapparat, D. R. P., geschaffen, bei dem dieser Uebelstand vollkommen beseitigt ist. Es wird nicht mehr die Zeit, die jeder Zug zum Durchfahren der Kontrollstrecke braucht, und die Zeit, in der ein Zug dem voraufgehenden folgt, in einer und derselben Ordinate, also in der Richtung des ablaufenden Papierstreifens markiert, vielmehr werden die Fahrgeschwindigkeiten senkrecht zur Streifenbewegung und nur die Zeiten, in der die Züge aufeinander folgen, in der Richtung der Streifenbewegung aufgezeichnet. Der täglich auszuwechselnde |724| Papierstreifen ist etwa 720 mm lang, in der Längsrichtung in Stunden, senkrecht in Sekunden und zwar von 0 bis 10 eingeteilt. Diese Teilung ist auf dem Streifen doppelt vorhanden, um die Einrichtung für zwei Fahrrichtungen verwenden zu können.

Textabbildung Bd. 326, S. 724
Textabbildung Bd. 326, S. 724

Fig. 10 läßt die Konstruktion und Wirkungsweise der neuen Vorrichtung leicht erkennen. Sie besteht aus einem kleinen elektrisch angetriebenen Halbsekunden-Kontaktpendel und der eigentlichen Registriervorrichtung. Das Kontaktpendel P, das durch eine kleine Batterie L B mit Hilfe des Elektromagneten e unter Vermittlung des Steuerkontaktes k4 dauernd in Bewegung gehalten wird, öffnet und schließt alle halbe Sekunde den Kontakt ks für die Batterie B1. Die eigentliche Registriervorrichtung besitzt ein Uhrwerk U, das die zur Aufnahme des Registrierstreifens dienende Trommel T in 24 Stunden einmal herumdreht. Sobald der Kontakt k1 von dem herankommenden Zug überfahren wird, bildet sich ein Stromkreis über den Schienenkontakt k1 , Hubelektromagnet e1 , Pendelkontakt k3,, Batterie B1 und Erde als Rückleitung. Der Hubelektromagnet e1 bekommt von dem Pendel in halbsekundlichen Intervallen Stromimpulse, der Anker wird von dem Elektromagnet e1 abwechselnd angezogen und wieder losgelassen, wodurch der Sperrhebel s2 die Zahnstange z und die daran befestigte Schreibfeder s in halbsekundlichen Intervallen schrittweise hebt. Auf diese Weise entsteht ein senkrechter Strich, der sein Ende erreicht, sobald der Zug den Kontakt k2 berührt. Jetzt wird nämlich der Auslösemagnet e2 in den Stromkreis der Batterie B1 eingeschaltet, der Anker a2 angezogen, dessen Verlängerungsstück v die beiden Sperrhebel s1 s2 aus dem Bereich der Zahnstange z bringt, so daß diese durch ihre Schwere und mit ihr auch die Schreibfeder wieder nach unten in die Ruhelage zurückgeht. Auf dem Registrierblatt ist infolgedessen ein Strich entstanden, dessen Länge der Fahrzeit zwischen den beiden Schienenkontakten k1 k2 entspricht. Die Schreibfeder schreibt dann in der Nullinie weiter, bis wieder ein Zug den Schienenkontakt k1 überfährt. Der Abstand zwischen zwei Geschwindigkeitsmarken zeigt uns die Zugfolge an, welche nur einige Minuten betragen könnte, ohne daß die Deutlichkeit der Registrierung darunter irgendwie leidet.

Weil der Schienenkontakt k1 nicht genügend lange geschlossen bleibt, ist an der Schreibvorrichtung ein Hilfskontakt k5 angeordnet, der sich bereits in dem Augenblick, wo die Zahnstange mit der Schreibfeder angehoben wird, schließt und parallel zu dem Kontakt k1 eine Erdverbindung herstellt, die so lange bestehen bleibt, bis der zweite Kontakt k2 von dem Zuge erreicht wird.

Fig. 11 zeigt die komplette Registrieruhr für zwei Fahrrichtungen. Man kann sowohl die einzelnen Geschwindigkeitsmarken als auch die Zugabstände auf dem Registrierblatt sehr gut erkennen. Ein Blick auf das ausgebreitete Registrierblatt zeigt sofort an, ob ein Zug die vorgeschriebene Geschwindigkeit überschritten hat. Die Konstruktion des Halbsekundenpendels ist aus Fig. 12 ersichtlich.

Textabbildung Bd. 326, S. 724

Allgemein werden die Schienenkontakte so angeordnet, daß Fig. 12. die vorgeschriebene Fahrzeit zwischen ihnen nur 8 Sekunden beträgt; welche Kontaktentfernungen bei den verschiedenen Geschwindigkeiten in Frage kommen, geht aus der Tab. 1 hervor. Bleibt ein Strich unterhalb der 8 Sekunden, so ist ohne weiteres die Ueberschreitung der Fahrgeschwindigkeit erkennbar. Handelt es sich darum, auf einer eingleisigen Strecke die Fahrgeschwindigkeit in beiden Richtungen zu registrieren, so wird die in Fig. 13 dargestellte Schaltung gewählt. Erforderlich sind dann vier Schienenkontakte I bis IV und zwei Umschalterelais R1 und R2, Die eigentliche Kontrollstrecke A-B wird eingegrenzt durch die beiden Kontakte II und III; vor diesen liegen in größerer Entfernung, als die größte Zuglänge beträgt, die Umschaltekontakte |725| I und IV. Durch die Anwendung dieser Kontakte und der Umschalterelais R1 und R2 wird erreicht, daß die eine Schreibvorrichtung nur in der Fahrrichtung A B registriert, während die andere in der Richtung B A registriert.

Textabbildung Bd. 326, S. 725

Tabelle 1.

Verlegung der Schienendurchbiegungskontakte bei Verwendung der neuen Registrieruhr T reg. 1 von Siemens & Halske A.-G. Fahrzeit zwischen den Kontakten 8 Sekunden.

Zulässige
Stundengeschwindigkeit
Schienenkontakt-
Entfernung
10 km 22,22 m
15 „ 33,33 „
20 „ 44,44 „
25 „ 55,55 „
30 „ 66,66 „
35 „ 77,77 „
40 „ 88,88 „
45 „ 100,00 „
50 „ 111,11 „
55 „ 122,22 „
60 „ 133,33 „
65 „ 144,44 „
70 „ 155,55 „
75 „ 166,66 „
80 „ 177,77 „

Die Anker der beiden Relais R1 R2 sind so gelagert (s. auch Fig. 14), daß sie stets in der einen oder anderen durch den Strom hervorgerufenen Lage stehen bleiben. Wie aus dem Schema (Fig. 13) hervorgeht, liegen die Anker an den Kontakten 3 und 4 an, dadurch sind die Schienenkontakte II und III mit der Registriervorrichtung für die Richtung B-A verbunden.

Fährt dagegen ein Zug in der Richtung A-B, dann wird zunächst der Schienenkontakt I überfahren, der Strom der Batterie B1 wird über Erde, Kontakt I, Elektromagnet E2 des Relais R1 und Elektromagnet E1 des Relais R2 geleitet wodurch die Anker an Kontakt 2 und I gelegt werden. Die Folge ist, daß jetzt die Elektromagnete e2 und e1 der Registriervorrichtung für die Richtung A-B mit den Schienenkontakten II und III in Verbindung stehen, demzufolge beim Ueberfahren dieser Kontakte die Registrierung in der Richtung A-B erfolgt. Daß, nachdem der Zug den Schienenkontakt IV befahren hat, die Relais ihre Anker wieder umgelegt haben, ändert an der Sache nichts, denn fährt der nächste Zug in umgekehrter Richtung, dann haben die Relaisanker bereits die entsprechende Stellung eingenommen, fährt er aber in derselben Richtung wie der vorhergehende Zug, dann wird er den Schienenkontakt I zuerst passieren und dadurch die Relaisanker in der bereits geschilderten Weise umlegen.

Textabbildung Bd. 326, S. 725

Das Aufschreiben der Registriermarken erfolgt mittels Schreibfeder und einer geeigneten Farbflüssigkeit in der bei registrierenden Meßinstrumenten schon seit Jahren durchaus bewährten Methode. Eine Vorrichtung sorgt dafür, daß beim Oeffnen des Gehäuses zwecks Auswechseln des Papiers die Schreibfeder selbsttätig von der Registriertrommel abgestellt wird, um einer Beschädigung der Schreibfeder vorzubeugen. Jeder Uhr wird eine zweite Registriertrommel beigegeben, um das Auswechseln der Registrierstreifen bequem und ohne Zeitverlust vornehmen zu können.

Die ersten Exemplare der neuen Registriereinrichtung wurden von der Verwaltung der Berliner Hoch- und Untergrundbahn aus Anlaß des Unfalls auf dem Gleisdreieck zur Anwendung gebracht. Die dauernde Kontrolle der Fahrgeschwindigkeiten auf den Gefahrstrecken der Eisenbahnen trägt jedenfalls wesentlich zur Verhütung von Betriebsunfällen bei.

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