DE37184C - Instrument zum Signalisiren der Barometerschwankungen und der damit in Verbindung stehenden Exhalation von Grubengasen in den Steinkohlengruben, genannt Signal-Barometer - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 74: Signalwesen.

Durch die Grubenkatastrophen des vergangenen Halbjahres wurde der Erfinder veranlafst, in den Kohlengruben zu Karwin (österr. Schlesien) eine grofse Reihe von Beobachtungen und Versuchen anzustellen, um einen etwaigen Zusammenhang der Grubengasausströmung mit den Vorgängen in der Atmosphäre, vornehmlich dem Gang des Barometers zu entdecken. Diese Beobachtungen und Versuche hatten einen durchschlagenden Erfolg, indem dieselben vollständig klarlegten, dafs die Exhalation des Grubengases aus der Kohle dem Luftdruck umgekehrt proportional sei, so dafs dieselbe mit dem abnehmenden Luftdruck wächst und mit dem steigenden sich vermindert. Dabei ist neben der Tiefe des Barometerfalles namentlich die Raschheit des Falles von Wichtigkeit, indem die Ventilationsmaschine bei einem Barometersturz die massenhaft austretenden Gase nicht zu bewältigen vermögen. Das Steigen des Barometers beseitigt sofort die Gefahr.

Dieses aus dem Barometergang und den Analysen der Grubenluft abgeleitete Gesetz wurde während dieser Versuchszeit vielfach durch die praktischen Wetterbeobachtungen der Bergbeamten bestätigt und durch künstlich in der Grube hervorgerufene Barometerdepressionen vom Erfinder experimentell bewiesen; ja bei allen Katastrophen des letzten Halbjahres, welche durch Schlagwetter herbeigeführt wurden, läfst sich der genaue Zusammenhang mit einem starken Barometersturz nachweisen.

Man kann mithin durch genaue Beobachtung des Barometers das Eintreten erhöhter Gefahr erkennen und danach Vorkehrungen treffen.

Die genaue und unausgesetzte Beobachtung des Barometers ist jedoch eine Aufgabe, welche dem viel beschäftigten Bergbeamten für die Länge der Zeit kaum zugemuthet werden kann. Erfinder hat daher ein Instrument construirt, welches das Sinken des Luftdruckes und die damit eintretende Gefahr signalisirt.

Dieses Instrument enthält im Barometer eine Uhr und ein Läutewerk. Die Bewegungen des Barometers werden auf das Läutewerk so übertragen, dafs dieses die Anzahl Millimeter, um welche das Barometer fällt, durch die Zahl der Schläge signalisirt. Diese Signalisirung. be-r schränkt sich jedoch auf einen bestimmten Zeitabschnitt, z. B. 8 Stunden, so dafs die Zahl der Schläge der Anzahl Millimeter entspricht, um welche das Barometer in den letzten 8 Stunden gefallen ist. Zu diesem Zweck mufs die Uhr das beim Fallen des Barometers um ι mm eintretende Signal nach Ablauf der 8 Stunden auslösen. Sowie das Barometer steigt, hören alle Signale auf, und das Instrument wird auf den Anfangszustand zurückgeführt.

Diese Function des Instrumentes kann auf sehr verschiedenen Wegen erreicht werden. Das Barometer kann ein Aneroidbarometer oder ein Quecksilberbarometer sein; zum Signalisiren kann ein gewöhnliches Repetirschlagwerk oder ein elektrisches Läutewerk dienen, und endlich kann das Eingreifen der Uhr, in das

Läutewerk auf elektrischem und mechanischem Wege gelöst werden.

Unter den verschiedenen, für diese Gesammtheit von Functionen zulässigen Constructionen hebt der Erfinder die beiden folgenden als besonders geeignet hervor.

Erste Construction (Fig. ι bis 4).

Das Barometer, Fig. 1, aus einer Combination von 6 bis 7 Dosen des Aneroidsystems bestehend, überträgt seine Bewegung auf die Achse α, mit welcher ein Zeiger und ein kürzerer Hebel R verbunden sind. Der Zeiger trägt ein Contacträdchen P aus Platinsilber oder einer ähnlichen geeigneten Legirung, welches auf dem die Scala tragenden Ring Contacte schliefst. Die schraffirten Plättchen T sind nämlich aus Elfenbein und in die Metallscala F eingelegt; T¹ sind aufgelöthete Platinplättchen, deren Oberfläche mit der Oberfläche der Elfenbeinplättchen in einer Ebene liegt.

Der Hebel R, welcher sich in der Gabel Q. bewegt, kann nur bei steigendem Barometer mit dieser Contact schliefsen, da Q bei Q.¹ mit einem Elfenbeinplättchen belegt ist. ο ist eine schleifende Contactfeder, welche gleichzeitig als Bremse für die Gabel Q. dient.

Ist nun das Barometer im Fallen begriffen, so wird durch das Rädchen P auf den Platinstreifen T¹ .bei jedem Millimeter der Stromkreis ι—2 geschlossen. Dadurch wird der in diesem Stromkreis befindliche Elektromagnet erregt und der Stemmhebel H, Fig. 2, in Thätigkeit gesetzt. Anker G und Hebel H drehen sich nämlich um dieselbe Achse, sind jedoch nur durch die Klinke J verbunden, so dafs nach der Anziehung die Klinke durch die Stellschraube /² ausgelöst wird und der Hebel H zurückfällt. Dadurch wird bewirkt, dafs auch bei längerem Contact an einem bestimmten Millimeter der Stemmhebel H seine Wirkung rasch und nur einmal ausführt. Wird dieses Millimeter überschritten, so hört der Contact bei T¹ auf, der Anker G wird durch die Feder zurückgezogen und die Klinke J springt in den Stemmhebel H ein. So oft das fallende Barometer 1 mm zurücklegt, wird also das Steigrad D um einen Zahn vorwärts gestofsen. An der Achse des Steigrades D ist die Stufenscheibe A des Repetirschlagwerkes, Fig. 4, und die Schnurtrommel E, Fig. 3, befestigt. Das Steigrad D ist mit einem Anschlag versehen, damit die Stufenscheibe A nicht über die erste und zehnte Stufe hinausbewegt werden kann.

Es wird somit das Schlagwerk, welches von der Uhr durch Heben der Klinke B jede Minute ausgelöst wird, durch die Anzahl der Schläge die Zahl der Millimeter bezeichnen, um welche das Barometer gefallen ist. In der Zeichnung ist die Stufenscheibe A so eingerichtet, dafs das Schlagwerk jede Minute einmal schlägt, auch wenn das Barometer steigt. Beim Fallen um 1 mm kommt dann ein zweiter Schlag hinzu u. s. w. Diese Einrichtung hat darin ihre Begründung, dafs der jede Minute erfolgende Schlag den Beobachter über das richtige Arbeiten des Apparates in Klarheit erhält. Will man jedoch die Wirkungsweise des Schlagwerkes so einrichten, dafs es nur bei fallendem Barometer schlägt, und zwar gerade so oft, als der Fall Millimeter beträgt, so kann man durch den Magneten, welcher bei steigendem Barometer erregt ist, einfach eine Hemmung in das Flügelrad des Schlagwerkes eintreten lassen.

Wie bereits bemerkt, hat sich durch die Beobachtung herausgestellt, dafs nicht allein die Tiefe, sondern namentlich die Raschheit des Barometerfalles die Gasausströmung erheblich vermehrt. Fällt z. B. das Barometer in 8 bis 10 Tagen um 10 mm, so .wird sich die Gasausströmung nicht sehr erheblich vermehrt zeigen, da die Ventilation die langsam austretenden Gase bewältigen kann; fällt dagegen das Barometer in einem Tage um 10 mm, so wird die Gasausströmung eine sehr gefährliche sein. Der Apparat ist daher so eingerichtet, dafs die Signalisirung jedes Millimeters des fallenden Barometers nicht durch die ganze Zeit des Falles, sondern nur durch 8 Stunden andauert, mit anderen Worten: die Zahl der Schläge des Schlagwerkes entspricht der Anzahl Millimeter, um welche das Barometer in den letzten 8 Stunden gefallen ist. Diese Wirkung wird durch folgende Einrichtung erreicht:

Die Scheibe C ist mit 64 umlegbaren Stiften 5 oder Winkeln versehen. C wird in jeder Viertelstunde einmal um ^l/_ai ihrer Peripherie ruckweise durch das Uhrwerk fortbewegt, macht also in 8 Stunden eine halbe Umdrehung. So oft nun der Stemmhebel H das Steigrad um einen Zahn vorwärts bewegt, wirft er durch den Winkelhebel h, Fig. 3, einen Stift der Scheibe C um. Dieser umgeworfene Stift kommt nach 8 Stunden mit dem Daumen V des auf derselben Achse befestigten Ankerhebels U in Berührung, drückt dadurch diesen zurück und bewirkt die Auslösung des Steigrades und der Stufenscheibe, wodurch diese um eine Stufe zurückgeht. Die umgelegten Stifte werden durch die am Gehäuse befestigte Ebene K, Fig. 2, wieder aufgerichtet.

Der linksseitige Haken des Ankerhebels U hindert das Steigrad, um mehr als einen Zahn zurückzugehen. Dieser Haken kann sich in einem Scharnier nach aufsen bewegen. Für den Fall nämlich, dafs einmal die Auslösung des Sperrhebels mit einem Vorstofsen des Stemmhebels H zusammentreffen sollte, würde durch das Vorgehen des Steigrades die Auslösung des Sperrhebels nicht vollständig er-

folgen können, wenn nicht der an den Zahn des Steigrades sich anlegende Haken nach links ausweichen könnte.

Wenn das Barometer steigt, so wird der Strom ι—3 geschlossen, der in diesem Stromkreis liegende Elektromagnet erregt, der Sperrhebel zurückgezogen und dadurch das Steigrad sammt Stufenscheibe ganz ausgelöst, so dafs es auf die Stufe ι zurückgeht. Durch das Zurückgehen des Sperrhebels wird zugleich der federnde Contact JV, Fig. 2, unterbrochen und somit eine Erregung des im Stromkreis 1-2 liegenden Elektromagneten unmöglich gemacht. Dieser federnde Contact JV ist so beschaffen, dafs er bei der gewöhnlichen Auslösung des Sperrhebels durch den Ankerhebel U noch nicht unterbrochen wird, sondern erst durch das vollständige Zurückziehen des Sperrhebels durch den an ihm ruhenden ■ Elektromagneten. Wenn ferner das Barometer innerhalb 8 Stunden sinkt, steigt und wieder sinkt, so würden die beim ersten Sinken umgeworfenen Stifte die Stellung der Stufenscheibe beim zweiten Sinken unrichtig machen. Es mufs also bei jedem Steigen des Barometers eine Generalauslösung eingreifen, welche alle auf dem Weg begriffenen umgelegten Stifte wieder aufstellt. Diese Function bewirkt die excentrische Scheibe W, welche, mit der Schnurtrommel verbunden, sich entgegengesetzt der Richtung des Uhrzeigers dreht, wenn die Klinke χ ausgelöst wird und bei dieser Bewegung alle etwa umgelegten Stifte aufrichtet. Diese Auslösung der Klinke χ geschieht momentan beim Zurückgehen des Steigrades D, also beim eintretenden Steigen des Barometers, durch einen an dem Anschlagstift des Steigrades D angebrachten Hebel, welcher die auf der linken Seite mit Hartgummi belegte Feder y streift und dadurch den Stromkreis 4—5 momentan schliefst.

Die an beliebigen Orten (Schachtgebäude etc.)

aufgestellten Nebenglocken L treten, sobald das Schlagwerk in Bewegung gesetzt wird, durch den Contact JY und die Localbatterie M in . Thätigkeit.

Zweite Construction (Fig. 5 und 6).

Die Herstellung der elektrischen Contacte durch das Barometer geschieht in ganz ähnlicher Weise wie bei der ersten Construction, nur ist insofern eine Vereinfachung angebracht, dafs die Gabel Q. durch eine Isolirung in zwei leitende Hälften getheilt wird und der Zeiger Z von einer Achse isolirt ist, wodurch der Stromschlufs 1-2 nur bei fallendem, der Stromschlufs 1-3 nur bei steigendem Barometer möglich gemacht und der Contact JV (bei der ersten Construction) unnöthig wird.

Bei fallendem Barometer wird durch den Stromschlufs 1-2 und den Elektromagneten m ebenfalls der Stemmhebel H bei jedem neuen Millimeter einmal vorgestofsen und dadurch das Steigrad D und die Stufenscheibe A um einen Zahn bezw. eine Stufe vorgerückt. Mit der Stufenscheibe A ist wieder ein gewöhnliches Repetirschlagwerk in Verbindung. Das Steigrad D und die Stufenscheibe A haben aber 11 Zähne bezw. Stufen, und die erste Stufe des Stufenrades ist so hoch, dafs bei dieser eine Auslösung des Schlagwerkes überhaupt nicht stattfindet, dafs also das Schlagwerk bei steigendem Barometer keine Schläge giebt. Die nächste Stufe, welche einem Fall von ι mm entspricht, giebt dann je einen Schlag pro Minute.

Bei steigendem Barometer wird ferner durch den Stromschlufs 1-3 der Elektromagnet In₁ erregt, der Sperrhebel S₁ angezogen und dadurch das Steigrad D sammt Stufenscheibe A freigegeben, wodurch dieselben in die Anfangsstellung zurückgeführt werden.

Die Auslösung des Schlagwerkes nach einem bestimmten Zeitabschnitte (8 Stunden) geschieht jedoch in ganz anderer Weise wie bei der ersten Construction.

Die Vorrichtung P ist dem Hipp'schen Chronoskop entnommen. Die bewegliche Spindel η trägt die Hip ρ'sehe Nadel 0, ferner eine Schnurrolle s und die Scheibe f. Die Scheibe t hat einen Daumen w, welcher nach einer vollständigen Umdrehung mit ν einen momentanen Contact macht, wodurch der Strom 4-5 geschlossen wird. Dieser Strom umkreist ebenfalls den Elektromagneten Mi₁. Die radial gezahnte Scheibe ρ wird durch ein Rad r des Uhrwerkes in 8 Stunden einmal umgedreht.

So oft nun das Steigrad D um einen Zahn vorwärts gestofsen wird, drückt es den Sperrhebel S₁ zurück und dieser drückt die Achse η nach rechts. Dadurch wird die Nadel ο aus den Zähnen der Scheibe ρ ausgerückt und die Scheibe ί wird durch das Gewicht G in die gezeichnete Anfangsstellung gedreht. Sowie der Zahn vorbeigegangen ist, drückt die Feder F die Achse η zurück, die Nadel ο legt sich in die Zähne des Rades ρ und die Achse η wird nun vom Uhrwerk mitgenommen, bis nach 8 Stunden der Contact u-v eintritt, wodurch der Stromschlufs 4-5 die Nadel 0 wieder ausrückt und die Scheibe t in die Anfangsstellung geht. Bei steigendem Barometer hat der Stromschlufs 1-3 dieselbe Wirkung.

Tritt nun innerhalb 8 Stunden nach dem ersten Millimeterfall ein zweiter Fall des Barometers um ι mm ein, so geht die Scheibe t in die Anfangsstellung, und das Schlagwerk giebt nun das Doppelsignal durch 8 Stunden, wenn in dieser Zeit kein neuer Fall oder kein Steigen des Barometers eintritt.

Diese etwas geänderte Art der Signalisirung hat zur Folge, dafs nach einem Falle von

mehreren Millimetern die Glockenzeichen alle zugleich 8 Stunden nach dem letzten Millimeterfalle erlöschen, was für den Warnungszweck beim Grubenbetrieb keineswegs ein Nachtheil ist.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   Bei einem Apparat zum akustischen Signalisiren der in einem bestimmten Zeitintervalle eintretenden Barometerdepression die Anordnung eines Dosenbarometers, welches derart auf den auf der Contactscala mittelst des Rädchens P schleifenden Zeiger und den in der Gabel Q. beweglichen Hebel R wirkt, dafs bei fallendem Barometer der Stromkreis 1-2 und beim steigenden Barometer der Stromkreis 1-3 beim jedesmaligen Passiren des Rädchens P über ein Feld T₁ der Contactscala einmal geschlossen wird, wobei in ersterem Falle der durch den Elektromagneten m (Fig. 6) angezogene und vermittelst der Stellschrauben J₁ J₂ und des Winkelhebels J ausgelöste Stemmhebel H jedesmal durch Weiterdrehen des Rades D die Stufenscheibe A des Schlagwerkes (Fig. 4) um eine Stufe weiterschaltet, wodurch beim darauffolgenden Signale die Anzahl der Schläge die Depression angeben, während bei steigendem Barometer durch den im Stromkreise 1-3 befindlichen Elektromagneten m¹ der Auslösehebel S₁ (Fig. 2 und 6) angezogen wird, wodurch die freigegebene Scheibe in den Anfangszustand zurückgeht und daher alle Signale eingestellt sind.
2. 2. Bei einem Apparat der unter 1. erläuterten Art die Anordnung eines Auslösemechanismus, der nach einem bestimmten Zeitintervalle alle Depressionssignale rückgängig macht, im wesentlichen bestehend aus der die Stifte S tragenden Scheibe C (Fig. 2), von welchen Stiften S bei jeder Function des Stemmhebels H vermittelst des Hebels h der nächst dieses Hebels stehende umgelegt und nach dem bestimmten Zeitintervalle von der Ebene K wieder aufgerichtet wird, nachdem er durch Anschlag an den Daumen V des Hebels U infolge Function dieses Hebels U das Rückschalten der Stufenscheibe A, d. h. die Rückgängigmachung des Depressionssignales veranlafst hat.
3. 3. Bei einem.Apparat der unter 1. erläuterten Art behufs Rectification des unter 2. erläuterten Auslösemechanismus jedesmal nach eingetretenerBarometerstandserhöhungdurch Aufstellung der bereits vermittelst Hebels h umgelegten Stifte S die Anordnung des Excenters W, welches durch Auslösung des bei Stromschlufs 4-5. (Fig. 2) bethätigten Hebels χ ausgelöst wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.