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Sicherheitseinrichtung für elektrische Triebfahrzeuge mit Einmann-Bedienung
Aus BBC Mitteilungen Februar 1924:
„Die unter dem Namen Totmann-Vorrichtungen bekannte Sicherheitseinrichtungen verfolgen den Zweck, bei einmännig bedienten elektrischen Fahrzeugen für genügende Sicherheit bei Unfällen des Fahrzeugführers zu sorgen. Im Augenblick des Unfalles wird durch sie das Fahrzeug von der elektrischen Zuleitung abgeschaltet und gebremst.
Von der AG Brown, Boveri & Cie. ist eine neue derartige Sicherheitseinrichtung ausgebildet worden, die sich von bisherigen Ausführungen dadurch unterscheidet, dass sie nur beim fahrenden Fahrzeug und erst nach Zurücklegung eines gewissen, vorher einstellbaren Weges nach Loslassen eines Druckknopfes oder eines ähnlichen Organes durch den Führer in Wirkung tritt. Letzterer braucht bei Stillstand des Fahrzeuges oder bei kurzen Verschiebefahrten die Vorrichtung nicht zu bedienen. Ferner wirkt es für den Betrieb erleichternd, dass während der Fahrt der Druckknopf der Totmann-Vorrichtung kurzzeitig losgelassen werden kann, ohne dass der Apparat die Energiezufuhr abstellt und die Bremse in Tätigkeit setzt. Da der Weg, den das Fahrzeug zurücklegen muss, von dem Augenblick an, da der Führer den Druckknopf fahren lässt bis zum Zeitpunkt, in welchem die Vorrichtung zu wirken beginnt, genügend klein bemessen werden kann (ja nach den Verhältnissen der Bahn z.B. 100, 50 oder weniger Meter) und dann eine Schnellbremsung eingeleitet wird, so ist keine Gefahr vorhanden, dass die Verzögerung der Wirkung der Vorrichtung zum Überfahren von Haltesignalen oder Haltestellen führe.
Diese, der AG Brown, Boveri & Cie. patentierte Totmann-Vorrichtung besteht aus dem Auslöseapparat, der aussen an einer Seite des Triebfahrzeuges oder auch in seinem Innern angebracht und vom Triebwerk aus in Bewegung gesetzt wird und aus der Betätigungsvorrichtung, die in jedem Führerstand zwei Druckknöpfe oder ähnliche Organe umfasst. Diese sind so angeordnet, dass der Führer bei ihrer Bedienung möglichst wenig angestrengt wird. Er kann in jeder Stellung wenigstens auf das eine der vorgenannten Organe bequem drücken. Es wird zum Beispiel das eine an der Fahrkurbel oder in deren Nähe angeordnet, sodass es während der Fahrt leicht unter dem Druck der Hand gehalten werden kann, während das andere so angebracht wird, dass es der Führer, auch wenn er sich z.B. bei Verschiebefahrten zum Fenster hinauslehnt, gut erreicht.
Der Auslöseapparat besteht im wesentlichen aus einer vom Triebwerk der Lokomotive aus während der Fahrt dauernd in Drehung versetzten Schraubenpindel, mit der eine Wandermutter in Eingriff gebracht werden kann. Diese durchläuft dann einen einstellbaren Teil der Schraubenspindel und löst an ihrem Wegende den Hauptschalter des Fahrzeuges aus, gleichzeitig wird die Druckluft- oder Vakuumbremse des Zuges in Tätigkeit gesetzt.
Die Wirkungsweise der Sicherheitseinrichtung lässt sich an Hand des Schemas leicht verfolgen. In diesem ist u.a. auch der Triebmotor dargestellt, der auf der Fahrt, über das Triebwerk und ein Kegelradgetriebe eine Schraubenspindel in Drehung versetzt. Auf der Vierkantwelle ist ein Arm verschiebbar angeordnet, er wird sich nach oben bewegen, sobald die Wandermutter durch Drehung der Welle mit der umlaufenden Schraubenspindel in Eingriff gebracht worden ist. Lässt nun der Führer die Kurbel los, so öffnet sich selbsttätig der Kontakt und unterbricht den Stromkreis der Elektromagneten. Infolgedessen zieht eine Feder die auf der Vierkantwelle befestigte Kurbel nach links herum und schwenkt dabei den auf dem eingezeichneten Stellring aufruhenden Arm mit der Wandermutter gegen die Schraubenspindel, das Gewinde der Mutter greift in diese ein, und der Arm wird nach oben geführt. Am Ende seines Weges nimmt er den Hebel mit, der einerseits einen Kontakt und damit den Stromkreis des Auslösemagneten des Hauptschalters öffnet, anderseits durch Öffnen des Luftventils 8 m die Bremsen des Fahrzeuges in Tätigkeit setzt. Ist, wenn der Arm am oberen Spindelende angelangt ist, das Fahrzeug noch nicht zur Ruhe gekommen, so schliesst der Hebel einen weiteren Kontakt, wodurch der vorerwähnte Magnet Strom erhält, die Kurbel unter der Überwindung der Zugkraft der Gegenfeder anzieht und so die Mutter ausser Eingriff bringt, der Arm fällt dann wieder auf den Stellring zurück. Die Zeit, die vom Loslassen der Kurbel bis zum Auslösen des Hauptschalters und Anstellen der Bremsen verstreicht, kann durch Verschieben des Stellrings verändert werden. Bei geringerer Fahrgeschwindigkeit dauert es länger, bis die genannten Wirkungen eintreten, der zurückgelegte Weg bleibt aber der gleiche. Lässt der Führer die Kurbel los, so wird sich die Wandermutter an der Spindel entlang nach oben bewegen, sie wird jedoch sofort wieder ausser Eingriff gebracht und der Arm fällt dadurch in seine untere Lage zurück, wenn der Führer die Kurbel rechtzeitig wieder ergreift.
Im Anschluss an diese allgemeine Beschreibung der neuen Sicherheitseinrichtung soll noch etwas näher auf die bei verschiedenen Lokomotiven der Rhätischen Bahn zur Anwendung gelangte Ausführung eingegangen werden.
Die Rhätische Bahn hat bekanntlich in besonders energischer und zielbewusster Weise unternommen, der vielen Schwierigkeiten Herr zu werden, in die fast alle schweizerischen Bahnen durch den Krieg und seine Folgen geraten sind, indem sie ihr ganzes Netz auf elektrischen Betrieb umgebaut hat. Da trotz der Elektrifizierung die Betriebskosten angesichts der geringen Verkehrs immer noch zu hoch waren, sah sich die Bahn gezwungen, nach weiteren Sparmassnahmen Umschau zu halten, es kamen namentlich Ersparnisse an den hohen Personalkosten in Betracht. Nähere Untersuchungen zeigtem, dass eine wesentliche Ersparnis an Lokomotivpersonal durch Einführung der auch anderorts in Erwägung gezogenen einmännigen Bedienung erzielt werden konnte.
Die Rhätische Bahn beschloss daher die einmännige Bedienung vorerst für die Lokomotiven, die auf den Strecken mit den günstigeren Neigungsverhältnissen zu verkehren haben, einzuführen und zwar kamen in Betracht die Strecken Landquart-Reichenau-Disentis und Reichenau-Thusis, sowie die Linien Bevers-Schuls und Samaden-Pontresina, während für die Strecken Landquart-Davos-Filisur und Thusis-St.Moritz mit ihrem stärkeren Verkehr und ihren schwierigen Bahn- und Witterungsverhältnissen die zweimännige Bedienung vorerst beibehalten werden sollte. Für die Bewilligung der einmännigen Bedienung stellte das Schweizerische Eisenbahndepartement zuerst die Bedingung, dass die Lokomotiven zum Übergang des Personals während der Fahrt vom Zuge aus eingerichtet werden müssten, erklärte sich aber nachher mit der für die Bahnverwaltung billigeren Anbringung einer Totmann-Vorrichtung einverstanden. Es wurde dann versuchsweise eine der älteren 1 B 1-Lokomotiven, die auf der Strecke im Unterengadin verkehrt, mit einer Totmann-Vorrichtung nach dem Entwurf der AG Brown, Boveri & Cie. versehen, nachdem diese Bauart die Genehmigung des Schweizerischen Eisenbahndepartements erhalten hatte.
Die Abbildungen zeigen wie der Auslöseapparat an dieser 1 B 1-Lokomotive angeordnet worden ist, die Schraubenspindel wird dabei vom Triebwerk durch ein ähnliches Getriebe, wie es bei den Geschwinigkeitsmessern verwendet wird, so in Umlauf versetzt, dass die Drehrichtung der Spindel, unabhängig von der Fahrrichtung, die gleiche bleibt. Bei der hier gewählten Ausführung ist der Magnet des Auslöseapparates als Drehmagnet (in der äussern Form einem kleinen Elektromotor ähnlich), ausgebildet, er befindet sich am obern Teile des Auslöseapparates. Im vorliegenden Fall wurde dieser so eingestellt, dass bei einer Fahrgeschwindigekit von 45 km/h das Auslösen des Schalters und das Einleiten der Bremsung etwa acht Sekunden nach Loslassen der Kurbel erfolgt, in dieser Zeit wird ein Weg von 100 m zurückgelegt. Bei 45 km/h Fahrgeschwindigkeit kann der Führer also den Druckknopf sechs bis sieben Sekunden lang loslassen, ohne dass die Sicherheitsvorrichtung zu wirken beginnt., bei geringerer Fahrgeschwindigkeit kann er es entsprechend länger unterlassen, auf den Knopf zu drücken.
Das Schema bezieht sich auf die Ausführung der vorbeschriebenen Sicherheitsvorrichtung auf einer 1 B 1-Lokomotive der Rhätischen Bahn, es sind in diesem Schema ausser der Sicherheitsvorrichtung noch weitere Stromkreise und Verbindungen aufgenommen worden, die geeignet sind, das Verständnis der Wirkungsweise der Sicherheitsvorrichtung zu elreichtern. Zu bemerken ist, dass nach diesem Schema der eine der beiden Druckknöpfe in jedem Führerstand in den Griff der Kurbel des Vakuumbremskontrollers verlegt worden ist, im vorliegenden Fall hat sich diese Ausführung als zweckmässig erwiesen, auf andern Fahrzeugen kann es aber vorteilhafter sein, die fraglichen Druckknöpfe anderswo, z.B. an den Kurbeln der Fahrkontroller, anzubringen.
Die Ausführung der Totmann-Vorrichtung nach Bauart Brown Boveri hat sich bei der Rhätischen Bahn in mehrmonatigem Probebetrieb derart bewährt, dass sich die Bahn entschloss, sämtliche 15 älteren Lokomotiven, die alle auf den von vornherein in Aussicht genommenen Strecken verkehren, mit solchen Vorrichtungen zu versehen, diese sind inzwischen eingebaut worden, und die betreffenden Lokomotiven verkehren seit Anfang 1923 mit einmänniger Bedienung.
Da nicht immer Strom von passender Spannung für die Betätigung des Magneten des Auslöseapparates zur Verfügung steht, während wohl auf allen in Betracht kommenden Triebfahrzeugen Druckluft oder Vakuum für die Bremseinrichtungen vorhanden sein wird, ist auch eine Ausführung der Sichehreitseinrichtung entworfen worden, bei der die Wandermutter des Auslöseapparates durch Druckluft oder Vakuum am Eingreifen in die Schraubenspindel verhindert wird. Bei der Druckluftbetätigung wird z.B. ähnlich wie bei der Westinghouse-Bremse die Druckluft nur indirekt zur Wirkung kommen. Es kann erst dann angefahren werden, wenn genügend Druckluft vorhanden ist, anderseits wird die Auslösevorrichtung sofort in Tätigkeit treten, wenn aus irgend einem Grunde, etwa durch Undichtigkeit der Leitungen oder Beschädigung eines Ventils, die erforderliche Druckluft ausbleibt.
Die beschriebene Totmann-Vorrichtung dürfte, angesichts ihrer hohen Betriebssicherheit, bei den Bahnverwaltungen, die eine solche Einrichtung einzuführen gedenken, sicherlich Anklang finden.“
(Quellen: BBC Mitteilungen)