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Mein Grossvater erfand den ersten brauchbaren Achszähler (Achsenzähler) für Eisenbahnen aller Art. Im Hauensteintunnel und später im Simplontunnel fand seine Erfindung Anwendung. Die Ablösung erfolgte erst 1979, als Züge zu schnell über die Kontakte seiner Schaltung fuhren.
Die Erfindung umfasste zwei wesentliche Teile:
- Der Zähler, von dem heute noch drei existierende Exemplare bekannt sind.
- Die Detektionseinheit (im Geleise montiert), welche verhinderte, das zweitweise blockierte und somit unrunde Räder zwei Impulse erzeugten.
Ausschnitt aus:
Ueber die Sicherung des Zugverkehrs durch elektrische Blockapparate auf der Strecke Olten - Tecknau der neuen Hauensteinlinie
Von P. Frei, Obertelegrapheninspektor der SBB
Es wurde deshalb eine von R. Zaugg, Ingenieur der Obertelegrapheninspektion, erfundene Zugsicherung mit Achsenzählapparaten im August 1913 in Versuch genommen. Der Einrichtung liegt der Gedanke zu Grunde, am Anfang und am Ende eines Streckenabschnittes die Radachsen des diese Strecke durchfahrenden Zuges selbsttätig an einem Zählapparat aufzählen zu lassen. Stimmt die Anzahl der aus einer Strecke austretenden Radachsen mit jener der in diese Strecke eingefahrenen überein, so ist Gewähr dafür vorhanden, dass keine Wagen zurückgeblieben sind und die Strecke für einen nachfolgenden Zug tatsächlich frei ist. Der Zählapparat löst dann .automatisch eine auf die Signalmittel wirkende elektrische Sperre aus, womit die Möglichkeit gegeben ist, einen weitem Zug nachzulassen. Für die Aufzählung der Radachsen konnte von vornherein nur eine elektrische Kontaktvorrichtung in Frage kommen. Die Aufgabe war, für diese Vorrichtung und für den Zählapparat Konstruktionen zu finden, die jeder vorkommenden Fahrgeschwindigkeit der Züge genügen konnten; die Kontaktvorrichtung (Stromschliesser) hatte ausserdem den Witterungseinflüssen und der mechanischen Beanspruchung standzuhalten.
Bei einem kleinsten Fahrzeug - Radstand von rund 1,3 m und 100 km/h (^=28 m/Sek, höchst vorauszusetzender Fahrgeschwindigkeit ergibt sich für die Einheit einer Zahlung eine kürzeste Zeitdauer von zs = 0,046 oder 1/22 Sekunde, innert welcher der Anker des Zählapparates eine Bewegung auszuführen und das Zählwerk zu betätigen hat.
Um diese Kontaktdauer zu erhalten, muss demnach ein jedes Rad auf einem Wege von 65 cm Stromschluss herstellen. Als zuverlässigste metallische Berührung mit dem Rad wurde die Fahrschiene selbst angesehen.
Die genügende Isolierung und vor allem die Herstellung einer der mechanischen Beanspruchung entsprechenden Festigkeit, eines derart .kurzen Schienenstückes im Streckengeleise boten erhebliche Schwierigkeiten und Bedenken. Schliesslich kam. Man auf die Konstruktion nach Abbildungen 10 und II, bei der das kurze Schienenstück mit den Enden der anschliessenden Langschienen in eine mit einer Isoliereinlage, ausgetränktem Papier ausgefütterte Stahlgusslasche mit kräftigem Schienenunterzug eingebettet ist. Die Stahlgusslasche wurde derart bemessen, dass sie allein ungefähr das gleiche Festigkeitsmoment bietet wie das Fahrschienenprofil.
Der Achsenzählapparat wird durch zwei auf gleicher Drehachse hintereinander sitzende gezahnte Schalträder gebildet, wie aus der schematischen Darstellung der Streckenblockanlage Olten - Tecknau (Abbildung l) zu entnehmen ist. Jedes der beiden Schalträder wird durch eine von einem Elektromagneten betätigte Schaltklinke in gleichem Sinne vorwärts bewegt. Der eine der Elektromagnete ist mit dem isolierten Schienenstück am Anfang, der andere mit dem isolierten Schienenstück am Ende der Blockstrecke verbunden. Die Achse des einen Schaltrades ist hohl und über die Achse des ändern geschoben; beide Achsen sind nach vorn verlängert und bewegen auf ihnen sitzende Zeiger in kreisrundem Gehäuse.
Der eine Zeiger ist rot, der andere weiss; in Grundstellung überdecken sich die Zeiger, der rote Zeiger ist verdeckt. Wird die isolierte Schiene am Anfang der Blockstrecke befahren, so bewegt sich der mit dieser verbundene Zeiger im Sinne des Uhrzeigers und im Verhältnis der Anzahl Zugachsen vorwärts, die Zeiger stehen auseinander (Abbildung), Wird die isolierte Schiene am Ende der Blockstrecke befahren, so rückt der zweite Zeiger dem ersten nach, und wenn gleich viele Achsen die Schiene befahren haben, wie am Anfang der Blockstrecke, so überdecken sich die Zeiger wieder genau. Die Aufzählung der Achsen wird daher nicht durch eine Zahl, sondern durch einen bestimmten Weg ausgedrückt. Die Verschiebung der Schalträder bezw. Der Zeiger gegeneinander und die wieder folgende Gleichstellung wird weiter dazu benützt, elektrische Kontakte zu steuern, die den Stromkreis einer Blocksperre schliessen und unterbrechen. Die Form der Blocksperre macht einen einmaligen Stromschluss und eine folgende Unterbrechung für die Auslösung nötig. Der Anker hat einen Doppelhaken und ist mit der Sperrvorrichtung so gekuppelt, dass die Sperre erst / aufgehoben wird, nachdem der Anker angezogen und wieder abgefallen ist. Der Strom zirkuliert im Elektromagnet der Sperre, wenn die Zeiger des Achsenzählers auseinander stehen; der Anker ist angezogen. Der Strom wird unterbrochen und die Sperre durch Abfallen des Ankers ausgelöst, wenn die Zeiger übereinander stehen. Um die Auslösung zu bewirken, müssen die Zeiger des Achsenzählers, somit ihre Ruhelage, in der der weisse Zeiger den roten verdeckt, verlassen und wieder in .dieselbe zurückkehren. Der Zählapparat besitzt zwei auf der Vorderseite zu betätigende Hülfstasten, mittelst denen im Störungsfalle die Zeiger von Hand gleichgestellt werden können; die Hütfstasten können erst nach Entfernung von Plomben benützt werden. Der erforderliche Strom für die Betätigung der Magnetanker beträgt rund 0,25 Amp., der Wicklungswiderstand rund 10 Ohm.
Im Hinblick auf die wesentlichen Vorzüge dieses Systems gegenüber der Geleisestromanlage (Einfachheit, geringere Kosten und keine Beeinflussung durch elektrische Traktion) und nachdem die seit dem Sommer 1913 beständig in Betrieb gewesene Probeeinrichtung in der Nähe von Bern befriedigende Resultate ergeben hatte, fiel die Geleisestromanlage für den Hauenstein - Basistunnel ausser Betracht, und es kam die Achsenzähler - Anlage Ende 1915 zur Ausführung, vorerst für die Richtung Olten - Tecknau. Zufolge der örtlichen Verhältnisse der Versuchsanlage ergab es sich, dass die Zähleranlage fast ausschliesslich bei Schnellzügen und nur ganz wenig bei Güterzügen- betätigt wurde. Das Augenmerk wurde auch hauptsächlich auf die bei Schnellzügen vorkommende kurze Kontaktgabe gerichtet, in der Voraussetzung, dass andere Züge mit langsamerer Fahrt zu Anständen nicht Anlass geben würden. Die Anlage im Tunnel funktionierte auch an den ersten Tagen der Inbetriebnahme, während welchen nur Versuchs- und Instruktionsfahrten mit Personenzugskompositionen ausgeführt wurden, ohne Anstand. Sobald aber der regelmässige Betrieb der Güterzüge einsetzte, besonders der Wagenverkehr von der Gotthardlinie, traten öfters Differenzen in der Zahlung um 1 bis 2 Achsen auf. Die Nachforschung ergab, dass stark abgeschliffene, eckige Radbandagen, wie sie durch lange Bremsung entstehen, von bestimmter Zugsgeschwindigkeit an auf der isolierten Schiene infolge Hüpfens zwei Kontakte erzeugen konnten, sobald sich die eckigen Stellen der Räder gerade über die isolierte Schiene abrollten (Abbildung 14). Nachdem die Ursache erkannt war, wurden durch geeignete federnde Vorrichtungen, die zur Kontaktschiene parallel geschaltet wurden, auch diese Mängel gehoben; über die Konstruktion dieser Ergänzung können nähere Mitteilungen zurzeit nicht gemacht werden. Die Anläge im Hauenstein weist seitdem einen dauernd guten Gang auf.