Závislý výhybkářský přístroj vzoru 5007 elektromechanického zabezpečovacího zařízení ve stanici Opočno pod Orlickými horami. Ve spodní části pákový přístroj sčernými pákami kobsluze výhybek, žlutými pro závorníky a červenými pro návěstidla. Nad ním vpozadí hradlová skříň.Výhybkářský přístroj Siemens & Halske 5007 na stavědle 3 v Linci, Horní Rakousy.
Elektromechanické zabezpečovací zařízení je tvořeno zpravidla několika stavědlovými přístroji umístěnými vželezniční stanici či jiné dopravně, zprostředkovávajícími logické závislosti a umožňujícími obsluhu návěstidel, výhybek a dalších prvků zabezpečovacího zařízení.
Závěr vlakové cesty během průjezdu vlaku: Dokud vlak neprojede, není možné manipulovat výhybkami a dalšími zařízeními
Vyloučení současných vlakových cest, které se kříží či ohrožují, např. současných vjezdů na stejnou kolej.
Vzájemnou závislost návěstidel.
Součinnost jízdy vlaku a činnosti zabezpečovacího zařízení: Vlak jízdou po izolované kolejnici prostřednictvím hradlové zarážky dovolí zrušit závěr vlakové cesty, popř. dát odhláškupoloautoblokem.
Kontrola správně postavené vlakové cesty: Signalista nemůže postavit vlakovou cestu na jinou kolej než na tu, která mu byla prostřednictvím obsluhy zabezpečovacího zařízení nařízena výpravčím.
Hradlová skříň řídícího výhybkářského přístroje elektromechanického zabezpečovacího zařízení ve stanici Bindlach vNěmecku. Vyroben r. 1901 společností Nöll podle patentu Jüdel. Vpopředí hradlová skříň, vpozadí pákový přístroj se světle zelenými pákami kobsluze výhybek.
V souvislosti se zvyšující se hustotou, rychlostí a dalšími aspekty železniční dopravy se od poloviny 19. století začala jevit potřeba spolehlivého zabezpečení jízd vlaků. Pro další vývoj tohoto druhu dopravy začalo být nezbytné zavedení základních bezpečnostních opatření pro dopravu, jako zavedení návěstí, spojení jednotlivých stanovišť na trati pomocí telegrafu a konečně izabezpečení stanic, což se týkalo především nutnosti zajistit závislost návěstidel na poloze výhybek, zajištění tzv. závěru výměn, což znamená, že výhybkami a dalšími prvky nelze pohybovat, dokud neprojede vlak, kontrola správně postavené vlakové cesty atd.
Prvním velkým pokrokem bylo zavedení povinnosti uzamykat výhybky (resp. výměny), přes které jezdí vlaky. Pověřený zaměstnanec pak mohl vždy podle klíčů zkontrolovat, jak jsou výhybky přestavené. Zároveň se tím zabránilo náhodnému či neoprávněnému přestavení výhybky.
Vněkterých českých stanicích přežilo toto zabezpečení do 21. století, např. do roku 2009 bylo vněkterých stanicích na trati zPrahy do Benešova u Prahy.[1]
Pro rozsáhlejší stanice, kde jezdí větší množství vlaků či by vnich byla žádoucí vyšší rychlost, však toto primitivní zabezpečení přestávalo postačovat. Vsouvislosti svelkým technickým pokrokem vdruhé polovině 19. století byla vynalezena na svou dobu velice spolehlivá a bezpečná zabezpečovací zařízení, fungující na principu součinnosti nejprve pouze mechanických, posléze elektrických a mechanických závislostí, od čehož se odvozuje jejich název, zabezpečovací zařízení elektromechanická.
Řídící výhybkářský přístroj německého typu Einheit ve stanici Niederbiegen vBádensku-Württembersku. Pod hradlovou skříní jsou umístěny páčky kolejových závěrníků.
Mechanické a později elektromechanické zabezpečovací zařízení bylo vyvinuto vdruhé polovině 19. století vněkolika zemích vrůzných provedeních. Již vpadesátých letech 19. stol. vznikla vAnglii zařízení pro stavědla sloužící ke stavění výhybek a návěstidel a zajištění jejich vzájemných závislostí, vyráběná např. společností Saxby & Farmer.
Elektromechanické zabezpečovací zařízení vyskytující se na českých, ale irakouských, německých, polských aj. tratích je svázáno svynálezem hradlového závěru Němcem Carlem Ludwigem Frischenem, konstruktérem firmy Siemens und Halske, vroce 1870. Frischenova hradla vytvořila elektrickou část elektromechanických přístrojů – přenášela závislosti mezi jednotlivými přístroji a převáděla mechanické závislosti na elektrické a naopak. Tím vzniklo elektromechanické zabezpečovací zařízení, které bylo dále zdokonalováno a postupně stále častěji používáno, vRakousku-Uhersku nejprve na nejdůležitějších drahách.
Na sklonku 19. století inženýr Georg Rank zkonstruoval nový typ elektromechanického řídícího přístroje, zaváděného vRakousku-Uhersku od roku 1891[2]. Tento systém, nazývaný vzorem Rank, přinášel zjednodušení vpodobě omezení potřebného počtu hradlových závěrů a tím prostorovou úsporu. Tyto typizované řídící přístroje Rank se vyznačují nápadným kolejovým reliéfem na skříni se závěrným a zapínacím zařízením zapojujícím elektrické kontakty, díky čemuž mohl být omezen počet potřebných hradlových závěrů. Na základě soutěže rakouských státních drah na počátku dvacátého století začaly být dodávány typizované výhybkářské přístroje vzoru 5007 od firmy Siemens und Halske[3]. Vtradici zřizování elektromechanických zabezpečovacích zařízení sestávajících zřídícího přístroje Rank a závislých výhybkářských přístrojů typu 5007 pokračovaly iČeskoslovenské státní dráhy po roce 1918 a přístroje Rank a závislý výhybkářský přistroj vzoru 5007, jenž pomalu nahrazoval stávající výhybkářské přístroje vzoru 3414, byly vyráběny různými společnostmi (Siemens und Halske, František Zeman Plzeň, ČKD, Elektrosignal Praha aj.) bez výrazných konstrukčních změn ještě v50. a 60. letech 20. století.
Právě tato kombinace přístrojů Rank, stavědlových přístrojů vzoru 3414 a 5007 vželezniční stanici je zdaleka nejčastějším systémem elektromechanického zabezpečovacího zařízení vČeské republice. Mnoho ztěchto zařízení je na českých železnicích dosud vprovozu, obvykle po více než 50, někdy i100 letech nepřetržité služby. Obdobná zařízení jsou dosud provozována ina železnicích vostatních částech někdejší Rakousko-Uherské monarchie. VNěmecku a dalších státech, jež bývaly jeho součástí či pod jeho vlivem se vývoj elektromechanických zabezpečovacích zařízení ubíral odlišnými cestami a tamější zařízení jsou proto poněkud rozdílná, ačkoli funkční princip zůstává velice podobný. Jen málo společných rysů se středoevropskými zařízeními mají naproti tomu zařízení britská, která mimo jiné nepoužívají hradlové závěry.
Ústřední přístroj typu Siemens & Halske 5007 ve stanici Stařeč
Elektromechanické zabezpečovací zařízení tvoří elektromechanické přístroje navzájem propojené elektrickým vedením. Jeden ztěchto přístrojů je přístroj řídící, ostatní přístroje závislé, tzv. výhybkářské. Dále se mohou vyskytovat též řídící výhybkářské přístroje, které splňují funkci přístroje řídícího ivýhybkářského, přístroje ústřední, které slouží kobsluze celé železniční stanice a které často nemají elektrickou část (jsou pouze mechanické), a přístroje přídavné, doplňující některý přístroj. Řídící přístroj zpravidla obsluhuje ve stanici výpravčí a bývá umístěn vdopravní kanceláři. Dává pomocí něho příkazy zaměstnancům – signalistům, kteří obsluhují závislé přístroje umístěné obvykle ve stavědlech na krajích stanice, poblíž zhlaví a obvodů výhybek, a pomocí nich přestavují výhybky a návěstidla poté, co jim to výpravčí umožní obsluhou řídícího přístroje.
Nejobvyklejší uspořádání a počet přístrojů včeských (potažmo ex rakousko-uherských) stanicích jsou tato:
(Poznámka: Stanice selektromechanickým zabezpečovacím zařízením jsou vybaveny návěstidly buď světelnými nebo mechanickými. Mechanická návěstidla jsou starší konstrukcí, byla obvyklá pro většinu elektromechanických zabezpečovacích zařízení vdobě jejich vzniku. Stanic dosud vybavené mechanickými návěstidly jsou vnásledujícím textu doplněny označku „M“):
Schéma uspořádání elektromechanických přístrojů ve stanici. Na řídícím přístroji vdopravní kanceláři, který obsluhuje výpravčí, jsou závislé dva výhybkářské přístroje na stavědlech, kde je obsluhují signalisté.Nejčastěji:Jeden řídící přístroj ve výpravní budově zhruba uprostřed stanice a dva závislé výhybkářské přístroje na stavědlech, každé na jednom zhlaví (konci) stanice, kde obsluhují příslušné výhybky. Příklady stanic: Karlštejn, Praha-Horní Počernice, JenečM, Hrušovany nad JevišovkouM, Třeboň, Suchdol nad LužnicíM, Martinice v KrkonošíchM a desítky dalších.
Jeden ústřední přístroj vdopravní kanceláři ve výpravní budově. Nejedná se obvykle oelektromechanické zařízení vpravém slova smyslu, spíše ozařízení mechanické, nicméně funkce zůstává podobná. Časté vmenších stanicích. Např. Kdyně, Nová PakaM, Jaroměřice nad RokytnouM a mnoho dalších.
Poblíž jednoho zhlaví stanice excentricky umístěná výpravní budova, vní tzv. řídící výhybkářský přístroj obsluhovaný výpravčím. Zněj jsou jednak ovládány výhybky a návěstidla na přilehlém zhlaví, jednak řízen jeden závislý výhybkářský přístroj na stavědle při druhém zhlaví stanice. Příklady stanic: Praha-Smíchov společné nádraží, BranticeM, Frenštát pod Radhoštěm aj. Toto uspořádání je vČR nepříliš časté, velice rozšířené a typické je naopak např. vNěmecku.
Řídící přístroj Rank ve stanici Opočno pod Orlickými horami. Patrná je velká hradlová skříň sokénky clonek jednotlivých hradlových závěrů a příslušnými popisnými tabulkami. Pod hradlovou skříní se nachází reliéf kolejiště se čtyřmi vystupujícími posuvnými knoflíky. Na čelní straně dole jsou pak patrny kličky směrových závěrníků.
Elektrickou část řídícího izávislého výhybkářského přístroje tvoří tzv. hradlová skříň (též hradlový přístroj). Jedná se ovelkou skříň, zpravidla plechovou a typicky natřenou zeleně, vníž jsou uloženy hradlové závěry, což jsou vlastní elektromechanické součástky. Hradlový závěr pracuje ve dvojici sjiným hradlovým závěrem téhož typu na jiném přístroji, se kterým je elektrickým vedením propojen; zpravidla je jeden na řídícím a jeden na závislém přístroji. Hradlový závěr má dvě polohy, uzavřenou a uvolněnou.
Je-li uvolněn, za splnění závislostí daných mechanickou částí přístroje může být stisknuto hradlové tlačítko umístěné nad každým hradlovým závěrem na vrchu hradlové skříně. Současným otáčením kličkou induktoru na boku hradlové skříně je vyráběn střídavý elektrický proud. Ten prochází magnetem vobou hradlových závěrech, které pracují proti sobě. Hradlový závěr na přístroji, kde je tisknuto tlačítko, se uzavírá, na druhém se uvolňuje.
Je-li uzavřen, zapadá pojistná západka vhradlovém závěru do příslušné výseče a hradlové tlačítko není možno stisknout. Tento hradlový závěr se uvolňuje elektrickým proudem tekoucím zhradlového závěru na jiném přístroji, se kterým (proti němuž) pracuje ve dvojici a který se právě uzavírá, neboť je tisknuto jeho hradlové tlačítko.
Součástí hradlového závěru je dvoubarevná clonka, kterou závěr pohybuje. Tato clonka je vidět vkruhových okénkách, která jsou umístěna vřadě vedle sebe na hradlové skříni, každé okénko pro jeden hradlový závěr. Clonka vokénku barevně indikuje, vjaké je hradlový závěr poloze. Pod každým okénkem je umístěna smaltovaná tabulka, na níž je napsáno, ojaký hradlový závěr se jedná. Pro elektromechanická zabezpečovací zařízení vČesku a na Slovensku platí, že podkladová barva tabulky je stejná jako clonka příslušného hradlového závěru vzákladní poloze, barva písma udává barvu clonky vopačné poloze.
Mechanická část řídícího přístroje se nachází pod hradlovou skříní. Jde otzv. závěrovou skříň obsahující závěrné a zapínací zařízení. Na horní desce závěrové skříně je umístěn reliéf kolejiště. Vněm jsou vloženy ukaždého naznačeného zhlaví posuvné knoflíky, kterými lze posouvat napříč reliéfem kolejí a tím určovat, na kterou kolej bude postavena vlaková cesta. Posuvných knoflíků je tolik, kolik je traťových kolejí. Na čelní straně závěrové skříně je pod každým posuvným knoflíkem umístěna klička směrového závěrníku. Po nastavení posuvného knoflíku je otočením kličky doprava či doleva knoflík zapevněn a zároveň označeno, zda se jedná ovlakovou cestu pro vjezd vlaku do stanice či odjezd zní.
Posuvný knoflík a směrový závěrník jdou nastavit vždy jen tak, aby se takto naznačené vlakové cesty vzájemně neohrožovaly. Při vjezdové vlakové cestě kolejové se kolejové pravítko posune směrem dovnitř pravítkové skříně a tím zamezí postavení současného vjezdu na obsazenou kolej z protilehlého zhlaví. Zároveň knoflík a závěrník zapíná příslušné elektrické kontakty mezi hradlovými závěry, čímž zajišťuje, že mohou být výhybky na závislém výhybkářském přístroji elektricky uzavřeny závěrem výměn (výměnovým hradlovým závěrem) pouze na kolej naznačenou posuvným knoflíkem na reliéfu řídícího přístroje. Pokud je na výhybkářském přístroji přeložen kolejový závěrník pro jinou kolej, než pro kterou je nastaven posuvný knoflík na řídícím přístroji, není prostřednictvím kontaktů vřídícím přístroji uzavřen elektrický obvod výměnového hradlového závěru, ten proto nemůže být obsloužen a návěstidlo nelze přeložit do polohy dovolující jízdu vlaku.
Závislý výhybkářský přístroj 5007 na stavědle 1 ve stanici Opočno pod Orlickými horami. Vlevo je patrný kolejový číselník, nad ním se nachází hradlový zvonek, pod ním závislostní skříň (tmavěji zelená), zníž vystupují kličky kolejových závěrníků. Mohutné stavěcí páky slouží kpřestavování výhybek (černé) a návěstidel (červené). Více vpravo hradlová skříň shradlovými závěry.
Mechanická část závislého výhybkářského přístroje se skládá zejména zpákového přístroje, závislostní skříně a kolejových závěrníků.
Pákový přístroj je rám umístěný pod hradlovou skříní závislého přístroje (a vedle ní, vyžadují-li to jeho rozměry). Jsou vněm umístěny stavěcí páky, kterými jsou mechanicky obsluhovány výhybky, závorníky výhybek, výkolejky a návěstidla, jsou-li mechanická. Světelná návěstidla jsou ovládána zvláštními kličkami na pákovém přístroji. Stavěcí páka otáčí řetězovou kladkou, pohybující dráty vdrátovodech, kterými jsou příslušné výhybky či návěstidla přestavovány.
Kolejové závěrníky jsou třípolohové (vzor 5007) nebo dvoupolohové (vzor 3414) kličky nad pákovým přístrojem. Každá dopravní kolej, na niž lze stavět vlakovou cestu, má kličku kolejového závěrníku. Jsou-li stavěcí páky výhybek, závorníků a výkolejek správně přestaveny, lze přeložit kličku kolejového závěrníku příslušné koleje, čímž se prostřednictvím závislostních pravítek stavěcí páky vpříslušné poloze zapevní a nelze snimi pohybovat.
Nad kolejovými závěrníky spočívá kolejový číselník. Zasklená hranatá okénka kolejového číselníku, kterých je tolik, kolik je dopravních kolejí, jsou vzákladním stavu prázdná, pokud ale na řídícím přístroji nastaví výpravčí posuvný knoflík, přeloží směrový závěrník a následně zazvoní elektrickým hradlovým zvonkem, propojí se elektrický obvod zvonku a kolejového číselníku, vněmž příslušný elektromagnet přitáhne jádro a tím uvolní západku, čímž se vpříslušném okénku kolejového číselníku objeví destička sčíslem koleje (spadnuvší vlastní vahou), ke které okénko přísluší a na kterou je nastaven posuvný knoflík řídícího přístroje. Přeložením kolejového závěrníku do základní polohy se destička sčíslem koleje vkolejovém číselníku zdvihne a zapadne, takže je okénko číselníku opět prázdné.
Závislosti mezi hradlovými závěry vhradlové skříni, polohou stavěcí pák a nastavením kolejových závěrníků jsou zprostředkovány pravítky a hřídelemi uloženými uvnitř závislostní skříně, umístěné za stavěcími pákami a pod kolejovými závěrníky a probíhající celou délkou elektromechanického přístroje. Závislostní skříň je stejně jako hradlová skříň zapečetěna plombami na drátu a smí být otevřena jen pověřenými zaměstnanci při údržbě.
Postup obsluhy elektromechanického zabezpečovacího zařízení
Příklad obsluhy elektromechanického zabezpečovacího zařízení pro vjezd vlaku do železniční stanice sřídícím přístrojem vdopravní kanceláři a závislým přístrojem na stavědle poblíž zhlaví:
Výpravčí pohledem po kolejišti stanice zkontroluje, zda je plánovaná vlaková cesta volná. Potom nahlásí telefonem na stavědla vjezd vlaku a číslo koleje, na niž má být připravena vlaková cesta. Vdopravní kanceláři výpravčí na řídícím přístroji Rank nastaví posuvný knoflík na reliéfu kolejiště na kolej, na kterou připravuje vlakovou cestu. Poté přeloží kličku směrového závěrníku do polohy vjezd, čímž zajistí posuvný knoflík. Následně stiskne tlačítko hradlového závěru vjezdového návěstidla a zatočí kličkou induktoru. Clonka návěštního hradlového závěru se změní zčervené na bílou na řídícím izávislém přístroji; směrový závěrníkem ani posuvným knoflíkem na řídícím přístroji již nejde hýbat. Následně výpravčí stiskne tlačítko hradlového zvonku a jednou zatočí klikou induktoru, tím na stavědle na závislém přístroji jednou zazvoní hradlový zvonek a současně se vpříslušném okénku kolejového číselníku objeví číslo koleje, na kterou je připravována vlaková cesta.
Signalista na stavědle zkontroluje, zda je číslo koleje shodné stím, které mu předtím telefonicky nahlásil výpravčí, také jednou zazvoní hradlovým zvonkem a přestaví pomocí pák na závislém přístrojivýhybky do požadované polohy. Pak přeloží kličku kolejového závěrníku příslušné koleje, čímž zablokuje stavěcí páky vpožadované poloze a obslouží stisknutím hradlového tlačítka a otáčením klikou induktoru závěr výměn či závěr jízdní cesty. Pokud je správně přeložen kolejový závěrník na závislém přístroji na stejnou kolej jako posuvný knoflík na řídícím přístroji, je elektrický obvod závěru výměn uzavřen, závěr výměn se na obou přístrojích vybaví a jeho clonky se na obou přístrojích změní zbílých na zelené. Tím se mechanicky zapevní kolejový závěrník na závislém přístroji a zároveň se uvolní páka mechanického, respektive klička světelnéhonávěstidla. Signalista jej přestaví do polohy dovolující jízdu vlaku.
Po vjezdu vlaku do stanice nejprve vlak obsadí izolovanou kolejnici na zhlaví poblíž stavědla. Obsazením izolované kolejnice vlak nápravami uzavře její stejnosměrný elektrický obvod se zdrojem vakumulátoru, což způsobí vybavení stejnosměrného hradlového závěru na závislém přístroji, který je zapojen do obvodu izolované kolejnice a nazývá se hradlová zarážka. Clonka hradlové zarážky se změní zčerné na bílou, což umožní stisknout tlačítko hradlového závěru vjezdového návěstidla na závislém přístroji. Signalista přestaví návěstidlo zpátky do polohy Stůj, zkontroluje pohledem na návěst Konec vlaku, že vlak dojel celý, a tisknutím tlačítka a otáčením induktoru uzavře návěstní hradlový závěr, jehož clonka se tím na obou přístrojích změní zbílé na červenou. Současně se tím zase uzavře hradlová zarážka na závislém přístroji – její clonka se změní zbílé na černou. Návěstidla jsou zablokována vpoloze Stůj. Výpravčí poté na řídícím přístroji otáčením klikou induktoru a tisknutím tlačítka závěru výměn vybaví tento hradlový závěr na obou přístrojích, jeho clonky se probarví ze zelené na bílou. Tím se elektricky uvolní na obou přístrojích všechny dosud zablokované prvky (kromě pák/kliček návěstidel), tj. směrové a kolejové závěrníky, po jejichž přestavení do základní polohy se uvolní páky výhybek a výkolejek a posuvný knoflík. Výpravčí a signalista je uvedou do základní polohy. Tím je elektromechanické zabezpečovací zařízení opět v základní poloze.
.jpg)
.jpg)
Obrázky, zvuky či videa k tématu elektromechanické zabezpečovací zařízení na Wikimedia Commons 