Sein en seinmechanisme - type SA
Inleiding
De voorganger van het lichtsein met 3 vaste lichten is het lichtsein met SA-mechanisme, ook wel de kleurenwisselaar genoemd.
Het lichtsein heeft maar één lens, maar d.m.v. gekleurde glaasjes, die bevestigd zijn in een bewegingsmechanisme, kunnen toch verschillende kleuren getoond worden.
Als het mechanisme in de middenstand staat, stroomloze toestand, dan toont het sein rood.
Naar links gedraaid geel; en naar rechts gedraaid groen.
De beweging van het mechanisme wordt veroorzaakt door het elkaar aantrekken, respectievelijk afstoten van magnetische velden.
De naam SA staat voor Searchlight de betekenis van de “A” is niet duidelijk, GRS had ook een “S” en “SC” mechanism in de catalogus en in mei 1961 werd de opvolger het SA-1 sein aangekondigd. De optische constructie is als die van een zoeklicht, en produceert een smalle intense bundel licht om op grotere afstand zichtbaar te zijn. Mechanisme slaat op het feit dat dit optische mechanisme in een bijbehorende behuizing moet worden geplaatst. Searchlight signals werden in de VS door meerdere leveranciers gemaakt, de versie die in Nederland voorkwam was in 1927 ontworpen door GRS, werd later in licentie gebouwd door de Spoorweg Sein Industrie. De SA seinen vormde de bouwstenen van het seinstelsel 1946 als enkelvoudig en drie-hoogte sein, kwamen in seinstelsel 1955 nog wel voor als enkelvoudig sein en zijn bij de moderniseringen en inbouw-ATB projecten vervangen door de D en AY seinen. Het mechanisme komt ook in een laaggeplaatste behuizing worden geplaatst als “dwergsein”. De laatste SA seinen verdwenen ca 2005 uit de Nederlandse infrastructuur.
De sterke bundeling van het licht had ook nadelen, het sein moest bij voorkeur in een rechtstaand geplaatst worden, op ooghoogte van de machinist. Staande voor het sein was het seinbeeld soms moeilijk te zien. Daarom werden er lenzen met een “hotspot” gebruikt die een deel van het licht schuin naar beneden projecteerden. Ook in bogen kon de bundeling de zichtbaarheid nadelig beïnvloeden en werd een spreidlens gebruikt.
Optische constructie
De optische constructie van het Type SA-sein, wordt als volgt beschreven:
Een gloeilamp wordt met de gloeidraad in het brandpunt van een elliptische reflector geplaatst die een groot percentage van de door de lamp uitgezonden lichtstralen opvangt, concentreert en projecteert op het tweede brandpunt van de reflector. Op dit tweede punt, dat samenvalt met het brandpunt van een helder lenssysteem, gaan de lichtstralen door een miniatuur kleurenschijf en komen tevoorschijn in een gekleurde straal. Drie van deze miniatuurkleurenschijven worden ondersteund door het bewegende deel van een relais met drie standen, waarbij de positie van het relais de kleur bepaalt van de schijf waar het licht doorheen gaat en zo de kleur die het sein toont.
Om toe voorkomen dat het seinbeeld vervaagt als een witte lichtbundel op het sein valt (een frontsein van een trein bijv.) is het afdekglas van de behuizing ver voor het brandpunt van de lens geplaatst zodat van voren intredend licht wordt verstrooid. Achter het frontglas bevindt zich een geribbelde kegel waarop verstoord ligt wordt geabsorbeerd. Tenslotte is het rode glaasje (in het SA-1 sein later alle drie de gekleurde glaasjes) schuin geplaatst zodat licht dat op het glaasje valt naar boven op de geribbelde kegel, valt
Constructie SA-mechanisme
Op de as van het beweegbare gedeelte bevindt zich een weekijzeren cylinder met daaromheen een spoel.
De cylinder kan vrij in de spoel draaien.
Aan ieder uiteinde van de as is een weekijzeren segment aangebracht. Onder het beweegbaar gedeelte ligt een permanente magneet waarvan de krachtlijnen door het gestel geleid worden.
Aan het beweegbaar gedeelte is een zgn. bril bevestigd, waarin de drie gekleurde glaasjes zijn aangebracht.
Het middelste filter heeft een kapje waarin het rode filter schuin is gemonteerd. Dit is gedaan om te voorkomen dat, bij een defecte lamp en laagstaande zon, de invallende zonnestralen zullen weerkaatsen door het glaasje tegen de spiegel waardoor het sein dan een geelachtig licht te zien zou geven (fantoom- of spookverschijnsel) (noot dit is niet consistent met de verklaring in [5]) en om te voorkomen dat direct invallend licht het rode kleur aspect van het sein zou doen vervagen (lichter rood zou kleuren).
Het groene glaasje is gescheurd. Deze breukstreep is met opzet omdat het groene glaasje veel warmte opneemt van de lamp, waardoor het uit elkaar zou kunnen springen.
Het rode en gele glaasje nemen veel minder warmte op en hebben daarom geen breukstreep. Achter de bril bevindt zich een lamp in een vaste opstelling. Toegepast wordt een 10,2 V - 15 W lamp.
De spoel heeft een weerstand van 160 ohm en moet een spanning hebben van ca. 10 V. De minimale werkstroom is dan ongeveer 60 mA.
Aan het beweegbaar gedeelte van het SA-mechanisme is ook nog een aantal contacten bevestigd (8 'halve' contacten).
Hoe het mechanisme er samengebouwd uitziet is te zien bij afbeelding A. Het wordt dan in z'n geheel in de seinkast (afb. B) geplaatst (afb. C) waarna de kabeladers op de klemmen van het mechanisme worden aangesloten.
Werking van het SA-mechanisme
De segmenten bevinden zich in een permanent magnetisch veld dat opgewekt wordt door een permanente magneet op de as waarop ook het brilletje en de contragewichten zijn gemonteerden waarvan de krachtlijnen via het gestel geleid worden. Om deze as bevindt zich een spoel.
Als er geen stroom door de spoel vloeit zal het bewegingsmechanisme in de middenstand staan, waarbij de zwaartekracht die op de contragewichten werkt en de speciale lagering van de as de faalveiligheid bewerkstelligen. Het sein toont dan rood.
Vloeit er wèl stroom door de spoel, dan zal afhankelijk van de stroom richting, in de uiteinden van de segmenten een noord- of zuidpool ontstaan. Door het aanwezige permanente veld worden de segmenten aangetrokken, dan wel afgestoten waardoor het gele of groene glaasje voor de lamp gedraaid wordt.
Hier is dus ook weer het ruststroomprincipe toegepast. Zodra een kabelbreuk of voedingsstoring ontstaat wordt de spoel spanningsloos waardoor de bril terugkeert in de middenstand, wat betekent dat het sein rood gaat tonen.
Bij verdraaien van het bewegingsmechanisme worden ook de contacten geschakeld. Zie hiervoor onderstaande afbeeldingen.
a. bril in de middenstand; sein toont rood
b. bril naar links gedraaid; sein toont geel.
c. bril naar rechts gedraaid, sein toont groen
Inwendige bedrading
In de getekende stand (rood) zijn de contacten aangesloten op de klemmen 3P - 3D en op 4P - 4D gemaakt. De overige contacten staan verbroken.
De contacten: 3P - 3D en 4P - 4D kunnen gebruikt worden om een relais te sturen wat in de aangetrokken stand aangeeft dat het sein rood toont (RPR = red repeater relay). Op de vrije baan echter zal dit nauwelijks voorkomen en zijn de klemmen 3P - 3D en 4P - 4D dan ook niet benut.
De overige contacten, te weten: 1P - 1R, 2P - 2R, 5P - 5N en 6P - 6N worden gebruikt voor sturing van het YGPR-relais (yellow-green-repeaterrelay = herhalingsrelais van de gele en groene stand van het sein) welk op zijn beurt het voorafgaande seinmechanisme bedient.
Bronnen en links
- Cursusboek Automatisch Blokstelsel zonder Linkerspoor beveiliging, hfdst 9 SA Mechanisme
- http://www.trainweb.org/signals/grssls1.htm, http://www.trainweb.org/signals/grssls_mech.htm foto’s en beschrijving van de constructie
- Youtube video die de werking van het SA sein toont
- GRS Booklet 8 GRS Color Light Signal SA Installation Operation Maintenance, 1929
- GRS Booklet 163 SA Signal (werking mechanisch en optisch uitgelegd)
- Automatisch Blokstelsel op de Nederlandse Spoorwegen, J.H. Verstegen Aanhangsel “LICHTSEIN TYPE S.A. VAN DE GENERAL RAILWAY SIGNAL COMP.” Dit aanhangsel is een vertaling van een deel van GRS Booklet 8”
- GRS Handbook 29 GRS Color Light Signal SA Installation Operation Maintenance, 1947
Laatste aanpassing 14 juni 2023