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Fahrgeschwindigkeitsmesser

[449] Fahrgeschwindigkeitsmesser (speed gauge; indicateurs de v vitesse; indicatori della velocita). Vorrichtungen zur Ermittelung der Geschwindigkeit, mit der die Fortbewegung von Eisenbahnzügen erfolgt.

Es lassen sich zwei Hauptgruppen von F. unterscheiden, nämlich:

1. Solche, mittels der an einem Fahrzeug des Zugs die der Zuggeschwindigkeit gleiche Umfanggeschwindigkeit eines (Lokomotiv-, Wagen-) Rads gemessen wird. Diese F. sind unabhängig von der Fahrstrecke und werden nur an den Fahrzeugen angebracht.

2. F., bei denen in der Fahrbahn an bestimmten Punkten, deren Abstand voneinander bekannt ist, Vorrichtungen angebracht sind, auf die ein darüber verkehrendes Fahrzeug (z.B. mit den Spurkränzen der Räder) einwirkt und dadurch die Zeitpunkte markiert, zu denen jene Einwirkungen erfolgen. Die F. dieser Gruppe sind demnach von der Fahrstrecke abhängig.

Zu 1. Von der Fahrstrecke unabhängige Fahrgeschwindigkeitsmesser.

a) Zentrifugalvorrichtungen.

Die Einrichtung dieser F. beruht darauf, daß um eine Achse in Drehung versetzte Massen sich von dieser Achse mit um so größerer Kraft zu entfernen streben, je größer die Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung wird.

Derartige Vorrichtungen wurden früher ausgeführt, sie haben jedoch den Nachteil, daß bei ihnen die Geschwindigkeitsangabe durch die bei der Fahrt unvermeidlichen Stöße schädlich beeinflußt wird.[449]

Von den Vorrichtungen dieser Art soll zunächst der Klosesche Geschwindigkeitsmesser für Lokomotiven (Tachophor) beschrieben werden (prämiiert vom VDEV).

Dieser F. (Abb. 355) wird mit (der Kuppelstange K) der Lokomotive derart verbunden, daß er die gleiche Zahl der Umdrehungen wie eine Achse der Lokomotive macht. Bei der Drehung treten in einem astatisch aufgehängten Körpersystem Zentrifugalwirkungen auf, die durch einen Zwischenmechanismus auf eine Feder übertragen werden. Durch die jeweilige Stellung des astatisch aufgehängten Systems wird die Anzeige, bzw. Aufzeichnung der betreffenden Fahrgeschwindigkeit bedingt.

Der Apparat besteht aus einer Rotationsachse xx₀, dem astatischen Körpersystem s₁ s und l₁ l und der Feder f. Der astatisch aufgehängte Körper s₁ s, entweder eine Scheibe oder ein Ring, ist in dem Punkt d mit der Zugstange l₁ l verbunden, die so geführt ist, daß sich der Punkt l, stets in der Rotationsachse bewegen muß. An dem Punkt l₁ ist eine in der Rotationsachse sich frei bewegende Stange l₁ h angeschlossen. Die Feder f, die Schwungmassen und die Stange l₁ h rotieren mit der Rotationsachse. Beim Punkt h befindet sich eine topfförmige Kuppelung, so daß von diesem Punkt an nur noch die Bewegung nach der Richtung der Rotationsachse auf die Fortsetzung der Stange übertragen wird. Die Stange h₁ wirkt in dem Zeigerblattgehäuse auf die Gabel p, die an einem der beiden Zinken eine in das Rädchen q eingreifende Zahnung trägt. Der Zeiger r, der auf der Achse des Rädchens q sitzt, weist auf dem Zifferblatt die Geschwindigkeit in km i. d. Stunde und zugleich die Umdrehungszahl der Achse.

Die Aufzeichnung der Fahrgeschwindigkeit geschieht in dem Schreibapparat U. Dieser besteht der Hauptsache nach aus einer Uhr a, die eine Welle β₁, in einer Stunde einmal umdreht; über diese Welle β_1; und über die Rolle β₂ läuft ein endloser Papierstreifen. Über die Welle β₁ läßt sich ein Schreibstift y bewegen und auf einen beliebigen Punkt in der Breite des Streifens einstellen.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß bei der Rotation der Hauptachse xx₀ das astatische Schwungkörpersystem sich entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit mehr oder minder zu dieser Achse geneigt stellt; das Maß dieser Neigung wird durch die Feder, bzw. durch deren Spannkraft bestimmt und auf dem Zeigerblatt und dem Papierstreifen angezeigt, bzw. verzeichnet (s. auch Organ 1879, S. 223).

Auf Zentrifugalwirkung beruhen auch die vereinzeltausgeführten F. von Finkbein & Schäfer (Organ 1878, S. 93; 1880, S. 142; 1889, S. 10 ff; 1890, S. 51 ff.), von Büß, Sombart & Co. (Dinglers Polytechn. Journal 238. Bd.) und von Jähns (Glasers Annalen 1884, S. 6).

Außer den bisher angeführten F., bei denen feste Körper um eine Rotationsachse in Drehung gesetzt werden, gibt es aber auch F., bei denen die Schwungmasse eine Flüssigkeit ist.

Eine der ältesten, hierher gehörigen Vorrichtungen ist der Geschwindigkeitsindikator von Stroudley.

Dieser F. besteht aus einer kleinen Zentrifugalpumpe, die von einer Lokomotivachse aus durch Riemenantrieb in Bewegung gesetzt wird und eine[450] Flüssigkeit (Wasser) in einer Röhre auf eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende Höhe treibt. Die Röhre ist mit einer empirisch ermittelten Teilung versehen, von der die Fahrgeschwindigkeiten unmittelbar abgelesen werden (Organ f. d. Fortschritte des Eisenbahnw., 1880, S. 40).

Auf demselben Grundgedanken beruhen die F. von Brüggemann (Organ 1888, S. 298), Ehrhardt (Dinglers Polytechn. Journal Bd. 250, S. 347), Busse, der F. der Rheinischen Tachometerbaugesellschaft (Dinglers Polytechn. Journal 1902, S. 93) u.s.w.

b) Vorrichtungen zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit auf Grundlage von Weg- und Zeitmessung.

Diese F. bestehen aus einem Wegmesser, bzw. Umdrehungszähler und einem Uhrwerk.

Auch bei den F. der unter a) besprochenen Gruppe finden Uhrwerke zur Fortbewegung der Diagrammblätter oder -Streifen Verwendung; sie bilden dort aber keinen wesentlichen Bestandteil für die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeiten.

Durch die F. dieser Gruppe werden entweder die in gleichen Zeitabschnitten erfolgenden Umdrehungen eines Fahrzeugrads, bzw. die in gleichen Zeiträumen zurückgelegten Zugswege oder die Zeiträume angegeben, die einer und derselben Anzahl von Radumdrehungen, bzw. gleichgroßen, zurückgelegten Wegstrecken entsprechen.

Im ersten Fall ist die jeweilige Fahrgeschwindigkeit direkt proportional den Radumdrehungszahlen (bzw. den Zugswegen), im zweiten Fall steht die Größe der Fahrgeschwindigkeit im umgekehrten Verhältnis zur Fahrzeit.

Ein häufig in Verwendung stehender F. ist der von Hasler (Bern) gebaute, der auf einem fortlaufenden Papierstreifen (Abb. 356) die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive, die Fahrzeit des Zuges, die Dauer der Aufenthalte in den Stationen oder auf der Strecke, sowie auch die Länge der durchfahrenen Strecke (in km) (und häufig auch die Handhabung der Bremseinrichtung)1 registriert. Die Überschreitung einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze (der höchst zulässigen für die betreffende Lokomotive) zeigt der F. durch ein Glockenzeichen an.

Der ganze F. ist in einem gußeisernen Gehäuse, das vorne durch eine Glasplatte abgeschlossen ist, untergebracht (Abb. 357). Die senkrechte Welle A₁ (Wegwelle) wird von einem rotierenden Teil der Lokomotive, der mit einer Achse derselben die gleiche Umdrehungszahl hat, angetrieben. Zumeist ist zu diesem Zweck[451] ein Mitnehmerhebel der Kuppelstange vorhanden. Einer zweiten senkrechten Welle A₂ (Zeitwelle) wird durch ein kräftiges Uhrwerk (Federn b und Hemmung b₁) eine gleichförmige Bewegung erteilt. Auf dieser Welle A₂ sitzt drehbar eine Schraube a, die ihre Bewegung von der Achse A₁ vermittelst der Zahnräder z₁ und z₂ erhält. Diese Schraube a trägt auf ihrem Umfang ein mehrfaches, feines Gewinde mit eigenartiger Zahnstellung, in das die auf den Achsen d vertikal verschiebbare, durch die Federn I und II gegen die Schraube a gepreßten Mutterteilstücke c eingreifen. Die letzteren werden bei der Drehung der Schraube gehoben, u. zw. proportional der Drehgeschwindigkeit der Schraube, somit auch der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive. Auf der Achse A₂ sitzt eine Scheibe p mit kleinen Warzen. Durch diese werden die Mutternteilstücke c in gleichen Zeitabschnitten nacheinander aus ihrem Eingriff gelöst und fallen in ihre Grundstellung zurück. Nach einem bestimmten Zeitraum treten die Mutterteilstücke wieder in Eingriff mit der Schraube a, und das Spiel beginnt von neuem.

Die optische Darstellung der Fahrgeschwindigkeit durch den Zeiger am Zifferblatt wird durch folgende Einrichtung erzielt.

Der um die Achse k drehbare Zeiger wird vermittels des mit dem Zeiger fest vernieteten Zahnsegmentes i und der auf dem Schlitten g befestigten Zahnstange h auf- und abwärts bewegt. Bei Beginn der Fahrt heben die Mutternteilstücke nacheinander das die Schraube a umfassende Ringstück f, das mit dem Schlitten g und der Zahnstange fest verbunden ist und bewirken dadurch ein Abwärtsgehen des Zeigers. Ein Zurückfallen des Ringstückes f auf das nächstfolgende steigende Mutterteilstück d verhindert der Winkelhebel l o mit der am kürzeren Ende aufgesteckten kleinen Rolle o und der am oberen Teil beweglich angebrachten 3 kleinen Sperrkegel m. Durch die flache Feder x kann die Rolle beim Drehen der Welle A₂ in die unteren Einschnitte der gezahnten Scheibe p einfallen, wodurch die Sperrkegel m die Zahnstange h einen Augenblick freilassen und diese samt dem Schlitten auf das höchststehende Mutterteilstück unmittelbar vor Ausrückung des letzteren, zurückfallen kann. Dies bedingt ein jeweiliges kurzes Zucken des Zeigers hauptsächlich bei konstanter Fahrgeschwindigkeit. Das Einstellen des Zeigers geschieht alle Sekunden und gibt, da der Eingriff der Mutterteilstücke je 2 Sekunden dauert, die mittlere Geschwindigkeit während der letztvergangenen 2 Sekunden an.

Eine unterhalb des Gehäuses angebrachte Hülse H mit Kurbel K dient zum Aufziehen der Triebfedern eines Uhrwerkes, das durch die Kraft von 5 hintereinander geschalteten Aufzugfedern b etwa 30 Minuten lang läuft. In der Hülse H ist ein Friktionsmitnehmer angebracht, der verhindert, daß, im Falle das Uhrwerk ganz aufgezogen ist, nicht in schädlicher Weise durch zu großen Druck auf die Hülse H in der Richtung des Federaufziehens auf die Hemmung eingewirkt werden kann. Während der Fahrt wird das Uhrwerk selbsttätig aufgezogen, indem ein auf der Welle A₁ angebrachtes Exzenter q mit Schalthaken r das Schaltrad R bei jeder Umdrehung der Achse A₁ um einen Zahn vorwärts schaltet. Wenn das Uhrwerk ganz aufgezogen ist, d.h. ein weiteres Aufziehen der Federn durch die Stellvorrichtung s verhindert wird, wird die Feder im Schalthaken r zusammengepreßt und ein Nachstellen verhindert.

Die Registrierung der Zeit erfolgt auf nachstehend angeführte Weise. Die Welle A₂ überträgt durch ein Rädchen 4 die gleichförmige Bewegung des Uhrwerkes auf die Transportwalzen W₁ und W₂, die den Papierstreifen von dem Papierabwinder W₃ abziehen und in das Diagrammgehäuse D führen. Den gleichmäßigen Vorschub des Papieres sichern die auf der Transportwalze W₁ angebrachten Spitzen, die in bestimmten Abständen von einander gesetzt, gleichzeitig auf beiden Rändern des Diagrammstreifens die Zeitmarken herstellen, u. zw. entspricht die Entfernung je zweier Einstiche einem Zeitraum von 1¹/₂ Minuten (s. Abb. 356). Um das Papier von Hand in das Gehäuse D ziehen zu können (zwecks Entfernen des Diagrammes) ist die Walze W₁ mit dem auf ihr sitzenden Zahnrad nicht fest verbunden, sondern mit ihm durch ein Sperrad mit Klinke beweglich gekuppelt.

Beim Einsetzen einer neuen Papierrolle ist der Riegel R₁ zu ziehen, worauf der Bolzen der Rolle W₃ frei wird und nach oben herausgezogen werden kann. Die Rolle W₃ ist zweiteilig, damit die Papierrolle, statt aufgewickelt, aufgesteckt werden kann. Die Feder y hindert das Streifen des Papieres am Zeiger.

Eine im Diagrammgehäuse D befindliche Rolle wickelt das abgelaufene Papier mit Hilfe einer selbsttätigen Schaltvorrichtung in ähnlicher Weise auf, wie das Uhrwerk aufgezogen wird. Die Länge des Streifens beträgt etwa 40 m.

Registrierung der Geschwindigkeit. Eine flache Feder 1 drückt gegen die Platte 2, die scharnierartig um den Stift 3 der Friktionswalze W₂ beweglich ist. Die Welle A₂ trägt oben eine Scheibe t mit Einschnitten, in[452] die bei Umdrehung der Welle eine unter der Platte 2 angebrachte Nase einfällt. Bei Umdrehung der Welle A₂ schnellt die Platte 2 durch die Feder 1 zurück, schlägt eine Markierspitze u in den Diagrammstreifen und führt ihn wieder in die Ruhelage zurück.

Diese Markierspitze, die in einer Öffnung der Platte 2 gleitet, wird durch ein Stängelchen geführt, das mit der Zahnstange h in Verbindung steht. Der Einstich der Nadel erfolgt unmittelbar nach dem Einstellen des Zeigers auf die Geschwindigkeit. Der Markiernadelhalter n ist gelenkartig gebaut, damit, wenn die Nadel bei zunehmender Geschwindigkeit sticht, ein Reißen des Papieres nicht möglich ist. Die größte Diagrammhöhe beträgt 40 mm, die Streifenbreite ist 50 mm. Auf dem Streifen sind durch parallele Linien die einzelnen Fahrgeschwindigkeitsgrenzen vorrastriert (vgl. Abb. 356).

Registrierung der durchfahrenen Weglänge: Am oberen Teil der Schraubenhülse 5 befindet sich auf der Achse A₂ ein Gewinde 6, das in ein Kronrädchen 7 eingreift. Ein mit dem Kronrädchen verbundenes Exzenter spannt bei jeder Umdrehung des Kronrädchens den federnden Hebel 8, an dessen Ende eine Markiernadel angebracht ist. Nach jedem Umgang schnellt der Hebel 8 zurück und die auf ihm angebrachte Markiernadel schlägt von hinten in den Diagrammstreifen. Die Entfernung je zweier Einstiche entspricht einer durchfahrenen Strecke von 500 m.

Eine jedoch nur in besonderen Fällen zur Verwendung gelangte Bauart des F. System Hasler gibt auch fortlaufend die in der Bremsdruckleitung vorhandene Spannung an.

Zu diesem Zweck wird auf dem Kastengehäuse ein Bourdonsches Manometer aufgesetzt, das mit der Hauptdruckleitung der Westinghousebremse in Verbindung steht. Der Markierstift bewegt sich in einer Führung der Platte 2. (In den Abb. 356 u. 357 nicht eingezeichnet.) Die Stiche erfolgen alle 3 Sekunden gleichzeitig mit der Markierung der Geschwindigkeit. Diese Registrierung des Bremsdruckes ist um genau 10 mm von der Geschwindigkeitsregistrierung nach rückwärts verschoben, um einem Kollidieren der beiden Markierstifte vorzubeugen und um die gleichen Dimensionen des Diagrammstreifens beibehalten zu können. Die Höhe der Spannung wird durch die Höhe der Ordinate dargestellt, u. zw. entsprechen je 2 mm einer Atmosphäre.

Sobald eine bestimmte Geschwindigkeit überschritten wird, so wird durch Heben eines Stiftes beim Steigen des hinteren Mutternteilstückes ein Hebel ausgelöst, der durch Federkraft auf die über dem Apparate befestigte Glocke kräftig anschlägt. Die Zeichen erfolgen alle 3 Sekunden und bestehen je nach dem Maß der überschrittenen Geschwindigkeit aus 1, 2 oder 3 rasch aufeinanderfolgenden Schlägen.

Vom F. System Hasler durch die Art der Abhängigkeit zwischen Zeit und Wegmeßwelle verschieden, im sonstigen diesem aber sehr ähnlich ist der gleichfalls (z.B. bei den öster. Staatsbahnen) sehr verbreitete F. System Haushälter, der eigentlich der Vorläufer des Haslerschen F. ist.

Dem F. System Haushälter ist der Gedanke zugrunde gelegt, die Höhen, um die ein Gewicht in gleichen Zeiträumen gehoben wird, von der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Fahrzeugachse in einem bestimmten Verhältnis abhängig zu machen.

Der entsprechend der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive bewegte Konstruktionsteil des F. ist hier der Fallzylinder e (Abb. 358 u. 359), der je nach der größeren oder geringeren Fahrgeschwindigkeit aus seiner Ruhelage mehr oder weniger hochgehoben wird und nach stets gleichen Zeitintervallen niederfällt, um wieder gefaßt und neuerdings gehoben zu werden. Die jeweilige Hubhöhe wird sowohl auf den Zeiger als auch auf die Markiernadel eines Registrierapparates übertragen und somit als der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit proportional zu deren Messung benutzt.

Der Fallzylinder e (der in seinem unteren Teil als Luftpuffer gebaut ist) besitzt auf seinem Umfange ringförmige Zahnrillen eingedreht, die jedoch[453] auf einem Teil des Umfanges entfernt sind und eine glatte Zylinderfläche bei f frei lassen.

Durch ein von der Antriebswelle (Wegwelle) I mithin von der Lokomotive aus in Bewegung gesetztes Zahnrädchen d (die Welle I dreht Schraube a, Schraubenrad b und mit ihm Welle c, auf der das Rädchen d befestigt ist), dessen Zähne in die Rillen des Fallzylinders eingreifen, wird dieser gehoben, dreht sich jedoch gleichzeitig mit der durch ein Uhrwerk betätigten Zeitwelle II. Diese Doppelbewegung des Fallzylinders hält so lange an, als das Zahnrädchen d in den Rillen des Fallzylinders Eingriff findet. Sobald jedoch der glatte Teil des Fallzylinderumfanges bei f in den Bereich des Zahnrädchens d kommt (a–b in Abb. 359), verliert letzteres den Eingriff und der Zylinder fällt herab, wobei der Luftpuffer in Tätigkeit tritt. In diesem Moment vollzieht sich auch die Einstellung des Zeigers am Zifferblatt und die Markiernadel sticht in den Diagrammstreifen ein. Der Zeiger steht nämlich durch ein Zahnsegment mit einer Zahnstange und diese mit einem in einem Schlitz geführten Stift i in Verbindung. Dieser Stift wird durch den oberen, tellerförmigen Abschluß k des Fallzylinders bei der Aufwärtsbewegung des letzteren, d.i. beim ersten Anhub, oder wenn sich die Fahrgeschwindigkeit vergrößert, nach aufwärts geschoben und verstellt dadurch den Zeiger, jedoch nur im Sinne der zunehmenden Geschwindigkeit. Um aber bei abnehmender Geschwindigkeit den Zeiger zurückzustellen, befindet sich oberhalb des Fallzylinders und mit diesem ein Stück bildend, ein steiler Schraubengang l, der nach unten gegen den Tellerrand k einen Spalt s freiläßt, der so gelegen ist, daß der Stift i im Momente, wo der Fallzylinder seine Aufwärtsbewegung beendet hat, durch ihn hindurchgeht; in diesem Augenblick erfolgt demnach die Einstellung des Zeigers. Die Welle II vollführt in je 12 Sekunden eine Umdrehung, es erfolgt daher die Einstellung des Zeigers alle 12 Sekunden. Es ist aber dadurch, daß ein Teil des Tellerrandes und der darüber liegende Teil des Schraubenganges verbreitert ist, welche Verbreiterungen auf zwei in entsprechender Entfernung übereinander gelegte, zusammen ein Stück bildende und gleichfalls mittels Zahnstange und Zahnsegment auf den Zeiger übersetzende kurze Stifte i' in ähnlicher Weise wirken, wie es oben bezüglich des Stiftes i beschrieben wurde, dafür gesorgt, daß die Einstellung des Zeigers sowie die Markierung am Streifen bei den neueren F. schon in Zeitintervallen von 6 Sekunden erfolgt.

Das neuerliche Anheben des Fallzylinders, d.h. das Eingreifen des Zahnrädchens d in die Rillen des Zylinders wird durch den unter der Schraube a auf der Wegwelle befindlichen Teller g besorgt. Dieser besitzt Kronzähne, die mit den Rillen gleiche Höhe haben. Auf diese Zähne stützt sich eine als Aufschlagplatte für den Zylinder e dienende Platte h, die beide Wellen zwecks Verhinderung der Drehung umfaßt. Um den gleichen Betrag, um den sich die Höhenlage der Rillen ändert, ändert sich dann auch die Höhe der Kronzähne des Tellers g, da ein beständiges Heben und Senken des Fallzylinders e (infolge der Rotation des Tellers g eintritt), durch welche Bewegung das Rädchen d Rillen zum Eingriff finden muß (vgl. Schlöß, Ztschr. des öst. Ing.-Vereins Nr. 44 und 45, Jahrg. 1891).

Der Papiervorschnb beträgt 4 mm/Min.; der F. registriert an beiden Rändern des Streifens in Abständen von je 6 mm den Verlauf von je 1¹/₂ Minuten und außerdem je 15 Minuten durch eine besondere Marke. Weglängenmarkierung erfolgt alle 500 m unter der Diagrammgrundlinie. Die Gesamtlänge einer Rolle beträgt etwa 45 m.

Die F. müssen die Fahrgeschwindigkeit der Lokomotiven nach beiden Fahrtrichtungen anzeigen – die Welle des F. darf jedoch nur in einem Sinne gedreht werden. Um dies zu ermöglichen, wird zwischen der Welle und der Lokomotivachse oder dem sonstigen Antriebsteil des F. ein Umwender eingeschaltet (Abb. 360). Dieser besteht aus einem durch die Mitnehmerkurbel M von der Kuppelstange der Lokomotive angetriebenen Wechselgetriebe mit 2 Kegelrädern a₁ und a₂. Die Kegelräder sind auf der Achse b verschiebbar und werden durch Federn in ihrer Lage gehalten. Mit der Achse sind sie durch Klauenkupplungen c₁ und c₂ verbunden. Je nach der Drehungsrichtung klinkt die eine oder andere in das auf der Wegwelle w des F. sitzende Kegelrad K ein und ist so stets nur eine Drehrichtung gesichert, da durch die Federkraft und die Klauenkupplung (die leer abschnappt) das andere auf der Achse b sitzende Kegelrad außer Eingriff gebracht wird.

Ähnlich gebaut sind die F. von Neufeld und Kuhn und von Schneider.

Der F. von Petri ist ein Umdrehungs-(Hub-) Zähler. Mit Hilfe eines auf einer Fahrzeugachse befestigten Exzenters oder in anderer Weise wird ein Schaltwerk betätigt, das bei jeder Umdrehung der Fahrzeugachse ein Zahnrad des Apparats um einen Zahn weiterschaltet. Eine Uhr setzt das Schaltwerk in gleichen Zeitabständen in und außer Eingriff mit dem Zahnrad. Die Anzahl der Zähne, um die das Zahnrad in den einzelnen Schaltperioden verdreht wird, steht daher im geraden Verhältnis zu der durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit in diesen Zeitabschnitten. Die Drehung des Zahnrads überträgt sich auf[454] einen Zeiger, der die Fahrgeschwindigkeiten auf einem Zifferblatt weist, ferner auf eine Registriervorrichtung, die das Geschwindigkeitsdiagramm auf einem Papierstreifen liefert (Glasers Annalen, 1879, Bd. V, S. 403).

Der mit dem vorstehenden F. dem Grundgedanken nach übereinstimmende Petrische Kontrollapparat besitzt außer dem Zifferblatt für die Fahrgeschwindigkeiten ein zweites für die zurückgelegten Wege und ein drittes für die Zeit.

Auf ähnlichen Grundgedanken sind aufgebaut die F. von Horn (Glasers Annalen 1884, S. 130); Jähns (Glasers Annalen 1884, S. 2); Ponget (Portefeuille économique des machines 1882, S. 145); Pohl, Brettmann u.s.w.

c) Sonstige Vorrichtungen.

Es sind hier noch verschiedenartige F. anzuführen, die ebenfalls nur an den Fahrzeugen angebracht werden, sich jedoch in keine der beiden vorstehenden Gruppen einreihen lassen.

Der F. von Peyer, Favarger & Co. (Abb. 361) erhält seinen Antrieb vermittels der Welle a, die durch eine Fahrzeugachse in Umdrehung versetzt wird. Die Welle a treibt mittels zweier Stirnräder a₁ und a₂ die Schnecke b an. Die Schnecke greift in das Schneckenrad c ein, das mit einem Anker e fest verbunden ist. In das Ankerrad d greift ein schwingender Anker e ein, der mit dem Zeigerrahmen f verbunden ist. Der Zeigerrahmen f wird bei Drehung der Welle a, entgegengesetzt dem Sinne der Drehung des Uhrzeigers, mitgenommen. Eine Feder i sucht den Zeigerrahmen f stets im Sinne der Drehung des Uhrzeigers in seine Anfangsstellung zurückzudrehen.

Mit dem Zeigerrahmen f ist der auf der Teilung spielende Zeiger fest verbunden. Wird das Fahrbetriebsmittel bewegt, so beginnt der Anker e eine pendelnde Bewegung und gestattet den Zähnen des Ankerrades d bis zu einem gewissen Grade zwischen seinen eigenen Zähnen hindurchzugehen, d.h. es wird bei jeder Geschwindigkeit ein Beharrungszustand in der Lage des Zeigerrahmens f bzw. des Zeigers eintreten und hiermit jederzeit die jeweilige Geschwindigkeit angezeigt werden. Die Bewegung (Schwingungszahl) des Ankers e wird durch ein sogenanntes Pendel m reguliert. Das Pendel (Schwinge) m ist kein freihängendes Pendel, sondern stellt eine um einen Drehpunkt q schwingende Masse dar. Der F. gibt die Geschwindigkeit am Zifferblatt jederzeit, am Streifen nach je 100 m zurückgelegten Weg an. Ferner markiert der Apparat die Zeit alle ¹/₂ (1) bzw. alle, 5 (10) Minuten und den Weg von 100 zu 100 m. Überdies besitzt der F. einen Schlagzeiger, der die erreichte größte Fahrgeschwindigkeit anzeigt.

Der F. von Siemens und Halske beruht auf der Änderung der Feldstärke bei Bewegung des Rotors; mit dieser ändert sich auch die Spannung des erzeugten Wechselstromes. Die Bauart stellt sich als ein nach dem Induktortypus gebauter Wechselstromerzeuger in Verbindung mit einem aperiodischen Spannungmesser dar. Der Spannungsmesser ist ein Voltmeter nach Ferraris, dessen Skala empirisch in km/Std geeicht ist. (Dinglers Polytechnisches Journal 1903, Seite 491.)

Der F. von Dettmar verwendet zur Bestimmung der Geschwindigkeit gleichfalls Elektrizität. Erregt man eine Wechselstrommaschine, so wird ihre Spannung abhängig von der Geschwindigkeit und somit ein Maß für die Geschwindigkeit geben. Man ist mithin in der Lage, an einem Voltmeter, das direkt in Kilometer für die Stunde geeicht ist, jederzeit die Geschwindigkeit abzulesen. Vervollkommt wurde der Apparat durch Verwendung von Drosselspulen, die durch einen vorhandenen Wechselstrom oder von pulsierendem Gleichstrom durchflössen werden, und andere Verbesserungen. (Glasers Annalen 1903, Bd. I, Seite 82.) F. und Radumdrehungszähler, die auf elektrischer Betätigung beruhen, wurden auch bei den Versuchsfahrten für elektrische Schnellbahnen auf der Strecke Marienfelde-Zossen verwendet. (Allgemeine Bauzeitung 1904, Seite 61.)

Der F. von Frahm beruht auf der Anwendung der Resonanz, d.h. der Eigenschaft elastischer Körper, stark in Schwingung zu geraten, wenn sie von außen her rhytmische Anstöße empfangen, deren Schwingungszahl in der Zeiteinheit (Frequenz) mit der ihrer Eigenschwingung zusammenfällt. Das Element, auf dem sich der Frahmsche F. aufbaut, besteht aus einer Feder vom besten Uhrfederstahl oder einem anderen elastischen Stoff. Für gewöhnliche Verwendungszwecke ist eine solche Feder 0∙25 mm dick, 3 mm breit und etwa 40 bis 55 mm lang. Nachdem verschiedene Geschwindigkeiten gemessen werden sollen, ist es nötig, eine entsprechende Anzahl von Federn, von denen[455] jede eine andere Frequenz-Schwingungszahl aufweist, zu einer Batterie (Kamm genannt) zu vereinigen (Abb. 362).

Der Kamm, mit dem alle Federn f fest verbunden sind, wird durch die Rotation des Rades in raschere oder langsamere schwingende Bewegung versetzt, und wird jene Feder f', deren Schwingungszahl der des Kammes gleich oder zunächst kommt, den größten Ausschlag geben (Abb. 363). Die Erregung des Kammes kann direkt durch mechanische oder indirekt durch elektrische Übertragung erfolgen (Glasers Annalen 1904, 2. Band, S. 153 und Ztschr. dt. Ing. 1904, Heft 42, S. 1580).

Zu 2. Von der Fahrstrecke abhängige Fahrgeschwindigkeitsmesser.

Die unter dem Namen Kontaktanlagen zusammenzufassenden Einrichtungen bestehen meist darin, daß eine auf einer Station aufgestellte Registrieruhr mit einer Anzahl auf der Strecke in bestimmten Entfernungen voneinander liegenden Kontakten durch eine gemeinsame elektrische Leitung verbunden ist. Nur vereinzelt wird bei Anwendung von Kontaktvorrichtungen die Kontrolle der Fahrgeschwindigkeit in anderer Weise erreicht. Bei Anwendung elektrischer Leitungen und Aufstellung von Registrierapparaten in einer Station wird unmittelbar neben der Registrieruhr die Batterie eingeschaltet.

Unter Berücksichtigung der Erdleitung entsteht auf diese Weise für jeden einzelnen Kontakt ein Stromkreis, der in dem Kontaktapparat selbst unterbrochen ist und erst wenn ein Zug diesen passiert, zum Schluß kommt. Hierdurch wird an der Registrieruhr eine Feder ausgelöst, die mittels eines farbigen Stifts oder eines kleinen Messers ein Zeichen auf einem von der Registrieruhr gleichförmig fortbewegten Papierstreifen markiert. Bei der Fahrt eines Zuges durch die Kontaktstrecke entsteht auf dem Papierstreifen jedesmal dann ein Zeichen, bzw. eine Zeichengruppe, wenn der Zug einen der Kontakte passiert; es wird also die Fahrt des Zuges auf dem Streifen durch eine der Anzahl der Kontakte gleiche Anzahl Zeichen dargestellt, und ergibt sich dann aus der Entfernung zweier solcher aufeinanderfolgenden Zeichen unmittelbar die Zeitdauer zwischen der Entstehung der Zeichen, die gleich ist der Zeit, die der Zug zur Fahrt von einem Kontakt bis zum nächsten gebraucht hat; aus dieser Zeit und der bekannten Entfernung beider Kontakte ist dann die Geschwindigkeit des Zuges zu berechnen. Ist die Entfernung der einzelnen Kontakte voneinander auf der ganzen Strecke dieselbe, so läßt sich leicht ein Maßstab herstellen, mittels dessen man aus der Entfernung der Zeichen des Streifens die Geschwindigkeit des Zuges ohne weitere Rechnung unmittelbar ablesen kann.

Da jeder Kontakt, über den ein Zug hinweggeht, das gleiche Zeichen auf dem Papierstreifen hervorbringt, so dürfen auf der zu einem Stromkreis gehörenden Kontaktstrecke nie zwei Züge gleichzeitig verkehren, da sonst die von beiden Zügen hervorgebrachten Zeichen auf dem Papierstreifen durcheinander erscheinen und jede Kontrolle unmöglich machen würden.

Die in einen Stromkreis zu ziehende Kontaktstrecke wird hiernach stets nur von einer Station bis zur nächsten Station, bzw. Blockstation reichen dürfen, da, selbst wenn zeitweise auch auf längeren Strecken fahrplanmäßig Züge nicht gleichzeitig verkehren würden, doch die Erstreckung einer Kontaktinstanz über eine Station hinaus zu vermeiden sein wird, um nicht jede Abänderung des Fahrplans und die Disposition über das Verkehren von Sonderzügen, leeren Maschinen u. dgl. unnötig zu erschweren.

Es ist indes zulässig, für zwei benachbarte Strecken eine gemeinsame, auf der Station zwischen beiden aufzustellende Registrieruhr zu benutzen, die dann für jeden der beiden Stromkreise einen besonderen Magnet mit Schreibvorrichtung erhält und die Zeichen für beide Strecken getrennt voneinander an den beiden Rändern desselben Papierstreifens markiert.

Die unter 2 im allgemeinen erläuterten F. fanden vor Einführung und betriebssicherer[456] Durchbildung der unter 1 beschriebenen F. vereinzelt Anwendung auf Gebirgsstrecken, z.B. in Württemberg, Sachsen, Baden und Schweiz.

Literatur: Richter, Prüfung der Lokomotiven (in Stockerts Handbuch des Eisenbahnmaschinenwesens, III. Bd.) Berlin 1908. – Pflug, Geschwindigkeitsmesser für Motorfahrzeuge und Lokomotiven. Berlin. – Prüfungseinrichtungen für Geschwindigkeitsmesser, Ztschr. dt. Ing. 1909, S. 483. – Organ, 1909, S. 168 u. 191; 1910, S. 57, 166, 404; 1912, S. 76. – Bulletin d. Int. Eis.-Kongr.-Verb. 1912, S. 604. – Schweizer Bauztg. Bd. 57, S. 211, 221. – Dinglers J. 1911, S. 721. – Fortschritte der Elektrotechnik. 1912 S. 236, 566.