Die elektrischen Uhren an der Berliner Stadtbahn. Mit Abbildungen auf Tafel 38. Housselle, über Hipp's elektrische Uhren der Berliner Stadtbahn. Bei der Berliner Stadteisenbahn ist von der unter Leitung von M. Hipp stehenden Telegraphenfabrik in Neuenburg (Schweiz) eine elektrische Uhrenanlage von einer Ausdehnung durchgeführt worden, wie wohl bei keiner anderen Eisenbahn, wenigstens in Deutschland. Während man anfänglich daran dachte, die Uhren der Bahn an das elektrische Uhrennetz der Stadt Berlin anzuschlieſsen, welches von der Sternwarte abhängt und eine gröſsere Anzahl auf den Straſsen aufgestellter elektrischer Normaluhren enthält, entschied man sich schlieſslich für eine selbstständige Anlage. Ueber diese hat Eisenbahnbau-Inspector Housselle am 14. November 1882 im Verein für Eisenbahnkunde berichtet. Den in Glaser's Annalen, 1882 S. 275 abgedruckten Mittheilungen aus diesem Vortrage und einer Reihe von weiteren Zusätzen von Hipp entnehmen wir nachstehende Ergänzungen zu unseren früheren Besprechungen der Hipp'schen Uhren (vgl. 1878 227 * 555. 1879 234 * 375). Es wurden die Uhren sämmtlicher Bahnhöfe und Haltestellen der Stadtbahn mit Ausnahme des Schlesischen BahnhofesAuch hier wurden inzwischen alle Zeigerwerke in das System der elektrischen Uhren eingeschaltet, werden also jetzt elektrisch getrieben.Ref. unter einander zu einem System verbunden. In einer der Stationen steht der durch ein Gewichtswerk getriebene Hauptregulator.Er wurde in Station Börse aufgestellt, hat aber umgesetzt werden müssen, da er in seiner Stellung unter dem Viadukt die Erschütterungen durch die darüber hinrollenden Züge nicht vertragen konnte. Er muſs auſserhalb des Viaduktes stehen und hat daher einen Platz in dem Ankunfts-Wartesaal des Schlesischen Bahnhofes erhalten. Derselbe ist die einzige Uhr der ganzen Anlage, welche aufgezogen werden muſs (vgl. 1878 227 * 556). Auf jeder der anderen Stationen steht im Stationsbüreau eine elektrische Sekundenpendeluhr (1879 234 * 315), welche selbstständigen Gang hat, hinsichtlich der Genauigkeit des Ganges jedoch durch die elektrische Regulirleitung von dem Hauptregulator abhängig ist. Es sind im Ganzen 8 solche Uhren auf der Stadtbahn vorhanden, wozu später noch eine Reserveuhr gekommen ist. Sämmtliche übrigen Uhren der Stadtbahnstationen sind sogen. elektrische Zeigerwerke oder sympathische Uhren (System Hipp, vgl. 1879 234 * 376), welche keinen selbstständigen Gang haben, sondern von dem Regulator bezieh. der elektrischen Sekundenpendeluhr der Station durch Elektricität getrieben werden und sofort stehen bleiben, wenn die Uhr im Stationsbüreau stehen bleibt, oder die Leitung unterbrochen wird. Was die Anzahl der in eine Uhrenlinie einzuschaltenden Zeigerwerke betrifft, so soll diese aus praktischen Rücksichten höchstens 20 bis 25 betragen. Bei der Stadtbahn ist diese Zahl bis jetzt erheblich geringer. Sollen mehr Zeigerwerke durch einen Regulator getrieben werden, so theilt man sie in Gruppen, deren jede eine Drahtleitung und einen Contact erhält. Die Daumen für die einzelnen Contacthebel sind auf der Walze versetzt, so daſs sie nach einander in Thätigkeit kommen. Die Zeiger der Uhren in den einzelnen Linien springen also nicht gleichzeitig. Da der Unterschied aber immer nur eine oder wenige Sekunden beträgt, so ist dies für alle Fälle der gewöhnlichen Praxis gleichgültig. Der Commutator des Berliner Hauptregulators ist etwas anders construirt, als es in D. p. J. 1878 227 * 558 angegeben ist; obwohl der Stromlauf genau nach demselben Prinzip angeordnet ist, sind die Contactfedern und vertikalen Hebel der früheren Einrichtung durch Lamellen und Winkelhebel ersetzt. a bis d (Fig. 17 Taf. 38) sind die vier gegen einander isolirten Klemmen, an welchen die 4 Drähte festgemacht sind, welche den 4 Uhrenlinien entsprechen. Mit denselben sind 4 Reihen a1 bis d1 von je 3 Messinglamellen in Berührung. Diesen Reihen gegenüber sind 4 ähnliche Reihen a2 bis d2, welche mit der langen Metallplatte ef in metallischer Verbindung stehen. a1, a2 bis d1, d2 sind die eigentlichen Unterbrecher, welche den Linien q1 bis q4 entsprechen. Dieselben sind geschlossen, wenn entsprechende Contacthebel durch 2 Führungswalzen gehoben sind und der Reihe nach die Lamellen der hinteren Reihen a1 bis d1 mit denjenigen der vorderen a2 bis d2 metallisch verbinden. s1 bis v1 und s2 bis v2 sind ähnlich angeordnete Lamellen, welche den Stromumkehrer bilden. Die Träger der Lamellen s1 und v1 sind mit dem einen Pol der Batterie B und die Träger der Lamellen t1 und u1 mit dem anderen Pol verbunden. Die Lamellen s2 und t2 ruhen auf der langen Messingplatte ef und sind also beständig in Berührung mit den Lamellen a2 bis d2; dagegen ruhen die Lamellen u2 und v2 auf einer besonderen, gegen ef isolirten Messingplatte g, welche mit der Grundplatte des Commutators und mittels derselben und einer Klemmschraube mit der gemeinschaftlichen Rückleitung k der Uhrenlinien elektrisch verbunden ist. Die Contacthebel, welche die Lamellen der hinteren Reihen s2 bis v2 des Stromumkehrers mit den vorderen verbinden, sind von den entsprechenden Erhöhungen (bezieh. Vertiefungen) der Führungswalzen so gehoben, daſs bei einer Minute s1 und u1 mit s2 und u2 Contact machen (während t1 und t2, v1 und v2 getrennt bleiben) und bei der unmittelbar folgenden Minute t1 mit t2, v1 mit v2 Contact machen (während s1 und s2, u1 und u2 getrennt bleiben). Die Contacte der Lamellen beim Stromumkehrer müssen natürlich etwas früher als der erste Liniencontact a1 a2 anfangen und etwas später als der letzte d1 d2 aufhören. Auch hier werden die schädlichen Wirkungen des Inductionsfunkens beim Oeffnen und Schlieſsen der Batterie vermieden; es geschieht erst im Augenblicke, wo die eigentlichen Unterbrecher a1, a2 bis d1, d2 geöffnet oder geschlossen werden; der dadurch entstehende Extrastrom wird unschädlich gemacht, indem man ihm im Augenblicke, wo er anfängt, zu kreisen, eine geschlossene Stromleitung bietet, von welcher die Batterie B ausgeschaltet ist. Zu diesem Zweck sind die Lamellen a1 bis d1 mit einem zweiten Platincontacte r (Fig. 16) versehen, welcher mit einer Messinglamelle m während einer kleinen Zeit in Berührung kommt und zwar am Anfang und am Ende des eigentlichen Contactes. Da die Platte m mit der Rückleitung k in Verbindung steht, so werden alle Elektromagnete S jeder Linie q in dem geschlossenen Kreise S a a1 r m k S eingeschaltet sein. Während der Zeit des eigentlichen Liniencontactes, welcher die Bewegung der Uhrenanker bewirkt, wird der Contact r m wieder geöffnet. Er bleibt auch in der Ruhestellung geöffnet. Da der Extrastrom, welcher beim Oeffnen der Batterie entsteht, immer stärker ist als derjenige beim Schlieſsen, so sind die Erhöhungen und Vertiefungen der Führungswalzen so geformt, daſs der Contact r m am Ende des eigentlichen Liniencontactes länger dauert als am Anfang. Es folgt daraus, daſs die Lamellen nicht alle gleich beschaffen sein und daſs sie nicht mit einander vertauscht werden dürfen. Diese neue Einrichtung des Commutators hat den groſsen Vortheil, daſs die Contactlamellen sehr leicht wegzunehmen sind. Dies erleichtert das Ueberwachen und das Reinigen der Platincontacte. Das Reinigen kann überhaupt ohne irgend welche Unterbrechung in dem Gang der Uhren geschehen; in der That, da jede Reihe der Unterbrecher aus 3 Lamellen besteht, so kann man die eine wegnehmen, prüfen und reinigen, während die zwei anderen ihren Dienst fortsetzen. Der Hauptregulator beeinfluſst die sekundären mittels einer besonderen Contactvorrichtung, die sich hinter dem Echappementwerk im Kasten des Pendels befindet. Der untere Theil der Federaufhängung a (Fig. 19) trägt links und rechts zwei Winkel b, b1, welche je nach der Stellung des Pendels l bald in Contact, bald auſser Contact mit den 3lamelligen Hebeln c, c1 sind. Diese Hebel haben ihre Drehpunkte in d, d1 und ruhen, wenn sie von b, b1 nicht berührt sind, auf den isolirten Federn e, e1, deren Höhe man mittels Schrauben f, f1 reguliren kann. Diese Höhe muſs so gewählt sein, daſs in der vertikalen Stellung des Pendels die Winkel b, b1 zu gleicher Zeit die Hebel c, c1 berühren. Die Messer d, d1, auf welchen die Hebel c, c1 sich drehen, sind durch Kupferdrähte mit zwei runden Klemmen an der oberen Kante der Rückwand des Kastens verbunden. Die eine Klemme ist mit einem Pol der Regulirbatterie B0, die andere Klemme mit der Kabellinie q0 (Regulirlinie) und durch dieselbe mit den (unteren) Spulen x, x1 und x2 der Elektromagnete der Sekundärregulatoren verbunden. Der andere Pol der Batterie geht zur Erde E. Der Strom der Regulirbatterie kann in den Spulen x nur dann umlaufen, wenn die Hebel c, c1 durch die Winkel b, b1 leitend mit einander verbunden sind. Man sieht auch, daſs die Kabellinie q0 continuirlich ist und daſs die Leitungen nach den einzelnen Sekundärregulatoren von derselben abgezweigt sind, so daſs jeder seine eigene Erdverbindung hat. Der Regulirstrom wirkt jede Sekunde; seine Dauer ist höchstens 0,1 Sekunde; durch denselben werden alle Pendel der Sekundärregulatoren in gleiche Schwingung gebracht. Diese Pendel müssen dann so regulirt sein, daſs sie täglich um etwa 10 Sekunden zu spät gehen, wenn sie von der Regulirlinie unabhängig sind. In den Sekundärregulatoren oder den elektrischen SekundärpendeluhrenDieser wesentliche Theil der elektrischen Uhr wurde von Hipp schon im J. 1843 zu einem anderen Zweck praktisch angewendet (vgl. 1843 88 * 258. * 441). schwingt die Palette d (Fig. 18) anstatt nach unten zu hängen, auf einem Messer y hin und her (vgl. 1879 234 * 375); die 2 Gewichtchen s, s1 bezwecken, bei jeder Schwingung der Gegenplatte c das Umkippen der Palette zu bewirken. Der eigentliche Contact, welcher den Strom der Regulatorbatterie in der Leitung L durch die obere Spule k des Elektromagnetes sendet, ist in h; dieser Contact ist geschlossen, wenn der Hebel m von der Gegenpalette nach unten gedrückt wird, d.h. erst wenn der Ausschlag des Pendels klein genug geworden ist, daſs die Kante der Palette d sich in die Furche der Gegenpalette c stemmt. Der Contact o vermeidet den schädlichen Einfluſs der Extraströme. Die untere Spule x des Elektromagnetes ist mit der Kabellinie q0 und mit der Erde E verbunden. Das Pendel der Stadtbahnuhren besteht aus 2 Holzstäben H (Fig. 20), welche zwischen sich ein Verbindungsstück aus Messing tragen, in das ein Eisen- oder Stahlanker eingesetzt ist; dieser schwingt zwischen den beiden in Fig. 18 mit k und x bezeichneten Elektromagneten. Die Spielräume oben und unten betragen nur 1mm. Der Umstand, daſs sie nicht gröſser sein dürfen, verlangt besondere Berücksichtigung in der Construction, da sonst leicht ein Schleifen des Pendels an einem der Elektromagnete stattfindet, was das Stillstehen der Uhr zur Folge hätte. Der Stromumkehrer (Commutator) der elektrischen Sekundenpendeluhren ist in Fig. 21 abgebildet (vgl. 1878 227 * 558). Um die feste Achse f dreht sich ein doppelgabelförmiger Hebel, dessen untere beiden Arme A und B auf 3 Contacten a bis c schleifen, während die oberen Arme C und D vermöge ihrer eigenthümlich geschweiften Form durch die seitlichen Stifte an den Speichen eines vom Steigrad bewegten Zahnrades R hin und her bewegt werden. Bei der in Fig. 21 gezeichneten Stellung der Doppelgabel geht der Strom von der Batterie B1 durch A, b, die Rückleitung L1, die Zeigerwerke, die Contactvorrichtung, L2, c, B zur Batterie zurück. Wird bei Drehung des Zahnrades die obere Gabel nach rechts, die untere also nach links bewegt, so daſs der Hebel A auf den Contact a und der Hebel B auf den Contact b kommt, so ist der Stromlauf umgekehrt (B, A, a, L2, Contactvorrichtung, Zeigerwerke, Rückleitung L1, b, B, B1). In der Contactvorrichtung geht ein auf der Achse des Steigrades befestigter Arm jede Minute zwischen 2 Contactstücken hindurch und schlieſst, indem er beide berührt, den Strom, welcher vermöge des eben beschriebenen Commutators jede Minute in entgegengesetzter Richtung zur Contactvorrichtung gesendet wird. Die Contactstücke werden durch Federn gegen einander gedrückt, so daſs der Arm sie etwas aus einander schieben muſs und damit ein wirksamer Contact jedenfalls gesichert ist. Wenn der Arm die Contacte verlassen hat, wird ihre Bewegung gegen einander durch eine Schraube begrenzt. Soll die Sekundenpendeluhr mehrere Systeme von Zeiger werken treiben, so liegen mehrere Contactpaare neben einander, zwischen denen dann der Hebel a nach und nach durchgeht, so daſs die Zeigerwerke wieder nicht genau gleichzeitig springen, ganz wie bei dem Hauptregulator beschrieben. Das elektrische Zeigerwerk ist hinsichtlich seiner wesentlichsten Theile in Fig. 22 Taf. 38 veranschaulicht. Auf dem einen Pole eines permanenten Magnetes stehen die Kerne der beiden Spulen m und m1, während sein anderer Pol mit dem eisernen, um die vertikale Achse a drehbaren Anker A verbunden ist und denselben somit polarisirt. Sind die beiden Kerne m und m1 beispielsweise nord-magnetisch, so ist der Anker A südmagnetisch und wird, wenn er durch irgend eine Veranlassung an den linken Kern m gebracht ist, an demselben liegen bleiben. Dasselbe würde natürlich der Fall sein, wenn er an den rechten Kern m1 gebracht wäre. Kommt nun aus der Uhrenleitung ein elektrischer Strom, welcher den Nordpol m, an welchem eben der Anker A anliegt, in einen Südpol verwandelt, während er den anderen Nordpol m1 verstärkt, so wird der Anker A (vermöge der ihm innewohnenden permanenten Südpolarität) von dem Kern, an welchem er anliegt, abgestoſsen und von dem anderen angezogen. Er schwingt also in seine entgegengesetzte Endlage hinüber. Dasselbe wiederholt sich in entgegengesetzter Richtung, wenn ein umgekehrter Strom durch die Spulen geht. k, k1 deuten Stifte an, welche die Bewegung des Ankers begrenzen und dessen Anschlagen gegen die Magnetspulen verhindern; sie sind da, wo der Anker an sie anschlägt, mit Sammt gepolstert.Diese im J. 1863 patentirte Elektromagnetform ist von Hipp auch sonst verwendet worden z.B. in seinem Distanzsignale (vgl. Zetzsche; Handbuch der elektrischen Telegraphie, Bd. 4 S. 592). Daſs ein auf der Achse des Ankers sitzendes Getriebe in die Zähne eines Steigrades eingreifend dasselbe bei jeder Schwingung des Ankers um einen Zahn weiter schieben und so das Springen des Minutenzeigers bewirken kann, ist leicht einzusehen. Der groſse, etwa 60° betragende Ausschlag schützt vor Störungen des Ganges der Uhr durch Stöſse, atmosphärische Ströme u.s.w. Die magnetische Kraft wirkt im Anfang der Bewegung des Ankers entsprechend dem Widerstände am stärksten, am Ende der Bewegung am schwächsten. Es sind für den sicheren Gang der Uhren weit geringere Stromstärken erforderlich als bei früheren Anordnungen. Ingenieur Favarger der Firma Hipp knüpfte an diesen Vortrag noch folgende Bemerkungen. Die Zeigerwerke sind der Gröſse nach sehr verschieden. Das Zifferblatt der einen hat nur 35cm im Durchmesser und ist einfach, während andere für Doppelzifferblätter von je 90cm Durchmesser eingerichtet sind. Dieser Unterschied in der Gröſse könnte noch bedeutender sein; es ist gelungen, einfache Zifferblätter von 1m,80 Durchmesser direkt elektrisch zu treiben, während andererseits die Hipp'schen Werke auch für Zifferblätter einer Taschenuhrgröſse anwendbar sind. Die Stärke des Stromes, welche nothwendig ist, um so verschiedene Werke zu treiben, ist für jede Gröſse dieselbe. Da der Widerstand der Spulen bei jedem Werk der gleiche ist, so theilt sich der Strom in gleich gröſse Theile, von denen jedes der parallel geschalteten Werke einen bekommt. Die parallele Einschaltung hat auſserdem den groſsen Vortheil, daſs alle Uhren von einander unabhängig sind, so daſs man irgend eine ausschalten kann, ohne den Gang der anderen zu beeinflussen. Eine andere wichtige Eigenschaft der Hipp'schen Zeigerwerke besteht darin, daſs der Strom, welchen jedes Werk erhalten muſs, zwischen ziemlich entfernten Grenzen variiren kann, ohne eine Unterbrechung des Ganges zu verursachen. Es ist bekannt, daſs bei den meisten elektrischen Apparaten der Anker nach dem Durchgang des Stromes durch Abreiſsfeder zurückgezogen wird. Es muſs natürlich ein gewisses Verhältniſs zwischen Anziehungskraft des Stromes und Abreiſskraft der Feder bestehen. Da dieses Verhältniſs ziemlich gleich bleiben muſs, so sind auch bei den gewöhnlichen Apparaten Regulirvorrichtungen angebracht, welche erlauben, die Abreiſsfeder je nach den Variationen des Stromes an- oder abzuspannen. Dieses Mittel, sehr gut für Telegraphenapparate, welche unter der stetigen unmittelbaren Ueberwachung der Beamten arbeiten, ist bei elektrischen Uhren nicht anwendbar, da dieselben durchaus selbstständig laufen müssen. Und doch wäre es da am meisten nothwendig, da die Intensität des Stromes, welchen die Mutteruhr sendet, beständigen Schwankungen unterworfen ist, die meistentheils von den veränderlichen Contactflächen herrühren, wenn sie nicht einfach durch eine nicht zu vermeidende Kraftabnahme der Batterie verursacht sind. Hipp hat diese Schwierigkeit dadurch beseitigt, daſs er einfach keine Abreiſsfeder mehr anwendet. Beide Bewegungen des Ankers, hin und zurück, werden direkt durch den Strom bewirkt und dies ist durch Anwendung von Wechselströmen möglich geworden. Hierbei kann der Strom von dem einfachen bis zum 4fachen Werthe schwanken, ohn daſs der Gang der Uhr aufhört, Selbstverständlich bleibt der. Minimalstrom bei einer Uhr im Betrieb nicht derselbe; nach und nach wird das Werk durch Staub, Schmutz, Rost o. dgl. weniger empfindlich gemacht und es kommt ein Augenblick, wo dieser Minimalstrom denselben Werth annimmt wie der angenommene Normalstrom; die Uhr versagt dann und das Werk muſs gereinigt werden. Je nach der Lage der Uhr und den äuſseren Einflüssen, welchen sie ausgesetzt ist, muſs diese Reinigung früher oder später gemacht werden. Solche elektrische Werke sind mit ununterbrochenem Gange, ohne eine einzige Minute zu fehlen, 3, 4, ja sogar 6 Jahre lang gegangen. Da wo die Verhältnisse weniger günstig ausfallen, muſs die Reinigung öfter erfolgen. Dies ist eben der Fall für die groſsen Doppeluhren der Perrons bei der Stadtbahnanlage und theilweise für die Straſsenuhren. Es hat sich gezeigt, daſs der Schwefel haltige Rauch der Lokomotiven die Werke dieser Uhren ziemlich schnell angreift. Diese Wirkung ist um so gröſser, als der Verkehr auf der Stadtbahn auſserordentlich groſs ist (vgl. S. 511 d. Bd.). Diesem Uebelstande wurde durch Aenderungen an den Gehäusen der betreffenden Uhren abgeholfen. Es steht zu hoffen, daſs die Uhrenanlage der Berliner Stadtbahn ebenso gute Dienste leisten wird wie die ähnlichen Uhren der Anhalter, Stettiner und Lehrter Bahnhöfe, welche die Firma Hipp schon vor mehreren Jahren geliefert hat. Schlieſslich sei noch erwähnt, daſs in den Hauptstädten der Schweiz, wie Zürich, Genf, Basel, Luzern, Biel, Neuenburg, die astronomische Zeit mittels elektrischer Uhren vertheilt wird (vgl. 1878 227 * 555) und dies nicht nur in den Straſsen und öffentlichen Plätzen, sondern auch gegen jährliche Abgabe in den Privathäusern. Die Stadtgemeinde ist Eigenthümerin der Uhrenanlage, welche auf diese Weise einen öffentlichen Dienst der Stadt bildet. Der Hauptregulator kostete 2615 M., jede elektrische Sekunden-Pendeluhr 675, nicht transparente Perron-Doppeluhren das Stück je nach den verschiedenen Durchmessern 724 bis 1075, einfache Uhren im Inneren 102,50 bis 160, einfache transparente Straſsenuhren 524 bis 1135, transparente Straſsen-Doppeluhren 905 bis 1225 M. Die Gesammtkosten einschlieſslich der Kabel u.s.w. beliefen sich auf 59591 oder für jede der aufgestellten 73 Uhren auf durchschnittlich 810 M. E–e.