Einrichtung zur Zeichenübermittlung vom Zuge an die Strecke Im Eisenbahnsicherungswesen verwendet man vielfach ausser mechanisch betätigten Kontakteinrich tungen, z. B. Durchbiegungsschienenkontakten, zur Beeinflussung von Streckenvorrichtungen durch die Züge auch Einrichtungen, die auf magnetischem oder induktivem Wege beeinflusst werden. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Achszählanlagen, in denen die vorüberrollenden Räder die Streckeneinrichtungen be einflussen.
Die magnetisch gesteuerten Einrichtungen haben den Vorteil, dass sie auch bei grosser Zug geschwindigkeit zuverlässig arbeiten; die Kontaktein richtungen müssen aber unmittelbar an den Schienen angeordnet sein und sind daher nicht nur allen Er schütterungen und Gefahren des Eisenbahnbetriebes, sondern auch Witterungseinflüssen ausgesetzt. Dieser Nachteil kann bei induktiv gesteuerten Einrichtungen vermieden werden, da es genügt, nur die durch Än derung der Induktion unmittelbar beeinflussten Teile an den Schienen anzuordnen, während die Einrich tungen, die durch den bei der Signalübertragung er zeugten oder veränderten Strom gesteuert werden, gegen Erschütterungen und Witterungseinflüsse ge schützt in Schaltschränken neben der Strecke bzw. in Stellwerksgebäuden untergebracht sein können.
Bis her verwendete Einrichtungen mit induktiver Beein flussung bestehen zum Beispiel aus einem die Schie nen U-förmig umfassenden Eisenkörper, der auf der einen Seite der Schiene eine mit Wechselstrom er regte Sendespule und auf der anderen Seite eine in duktiv gekoppelte Empfangsspule trägt, deren Kopp lung durch die zwischen den Spulen hindurchrollen den Räder verstärkt wird. Derartige Anordnungen sind jedoch ungünstig, weil die durch die Räder be wirkte Änderung der Signalspannung nur der gerin gen Änderung der Kopplung entspricht.
Erfindungsgemäss wird eine wesentliche Verbes serung dadurch erzielt, dass eine Spule im Schwing- kreis, eine andere Spule im Rückkopplungskreis eines selbsterregten Generators angeordnet ist, dessen Rückkopplung so eingestellt ist, dass sich der Schwin gungszustand des Generators bei Beeinflussung der Spulenkopplung durch den Zug ändert, z. B. dass die Schwingungen des Generators bei Beeinflussung der Spulenkopplung durch den Zug entweder abreissen oder einsetzen. Selbst wenn zum Beispiel die geringste zu berücksichtigende Kopplungsänderung nur 20 % beträgt, wird auf diese Weise erreicht, dass sich die Signalspannung um 100% ändert. Hierbei ist es zweckmässig, einen mehrstufigen Generator zu ver wenden, der sowohl mit Röhren als auch mit Tran sistoren bestückt sein kann.
Der gewünschte Arbeits punkt des Generators kann durch Ändern der Rück kopplung leicht eingestellt werden. Noch günstiger ist es, zusätzlich eine einstellbare kapazitive oder induk tive Gegenkopplung vorzusehen, die entweder völlig abgeschirmt gegen äussere Einflüsse im Generator gehäuse untergebracht sein kann, oder aber ebenfalls an der Schiene angeordnet wird. Im letzteren Fall ergibt sich die Möglichkeit, zur Gegenkopplung ver wendete Spulen zum Beispiel neben oder unter der Schiene so anzuordnen, dass die Gegenkopplung von den die Rückkopplung beeinflussenden Teilen nur wenig verändert wird, dagegen etwaige Störfelder, z.
B. das von Schienenströmen erzeugte Feld, in jeder Gegenkopplungsspule und der zugehörigen Rück- kopplungs- bzw. Schwingkreisspule entgegengesetzte Spannungen induzieren, so dass die Störeinflüsse kom pensiert werden, wenn die beiden jeweils zusammen gehörigen Spulen zum Beispiel in Reihe geschaltet sind. Bei Reihenschaltung ist ausserdem eine grössere Sicherheit dafür gegeben, dass die Schwingungen bei jeder Art von Leitungsstörungen abreissen.
Auch bei umgekehrter Anordnung, bei der die Gegenkopplungsspulen im Beeinflussungsbereich, da- gegen die Rückkopplungsspulen unterhalb der Schie nen angeordnet sind, können Störfelder auf diese Weise kompensiert werden. Wird der Kopplungsgrad der Spulen durch den Zug verbessert, so unterschei den sich beide Anordnungen nur insofern, als sich bei Beeinflussung der Rückkopplung durch Anfachen der Schwingungen des Generators ein Arbeitsstrom prinzip, bei Beeinflussung der Gegenkopplung durch Abreissen der Schwingungen ein Ruhestromprinzip er geben würde.
Zur Stabilisierung gegen Temperaturschwankun gen, die an der Schiene bis 100 C betragen können, ist es weiterhin zweckmässig, die temperaturempfind lichen Teile, z. B. die Transistoren, in den Erdboden zu versenken. Um im Störungsfall an die Teile gelan gen zu können, kann zum Beispiel die Anordnung so getroffen werden, dass in der Nähe der Beeinflus sungsstelle ein mindestens 0,5 m in die Erde reichen des Rohr angebracht wird. Die Teile selber sind in einem vergossenen Stab enthalten, der in dieses Rohr eingeschoben werden kann. Diese Massnahme emp fiehlt sich auch für andere im Eisenbahnsicherungs wesen verwendete Einrichtungen mit temperaturemp findlichen Teilen, z. B. Relais mit vorgeschalteten Gleichrichtern oder Verstärkern, die an der Strecke angeordnet werden müssen.
Ebenso verhält es sich mit einer Massnahme zum Schutz derartiger Einrichtungen gegen Überspannun gen, die zum Beispiel bei Gewitter auf Freileitungen auftreten können. Diese Überspannungen können da durch unschädlich gemacht werden, dass parallel zu den zu schützenden Einrichtungen eine Glimmlampe über einen die Spannung heraufsetzenden Transfor mator angeschlossen wird.
Da der Generator einen Frequenzwandler dar stellt, ist ferner eine Mehrfachausnutzung der zwi schen der Beeinflussungsstelle und der Überwachungs stelle erforderlichen Leitungen in der Weise mög lich, dass zum Zuführen des Speisestromes für den selbsterregten Generator und zum Übertragen eines von Generator und durch den Zug beeinflussten Stro mes nach einer Überwachungsstelle dieselben Leitun gen verwendet werden. Sind mehrere Beeinflussungs stellen, z. B. zur fahrtrichtungsabhängigen Achszäh lung zwei unabhängig voneinander beeinflusste Gene ratoren, vorhanden, so genügt für ihre Speisung und Überwachung ein einziges Leitungspaar, wenn die Generatoren auf verschiedene Frequenzen abgestimmt sind.
Insbesondere bei Einrichtungen mit derartigen selbsterregten Generatoren, aber auch bei Verwen dung der bekannten fremderregten Sendespulen, ist es zweckmässig, Frequenzen von mehr als 500 Hz, vor zugsweise von 5 bis 10 kHz, zu verwenden. Bei diesen Frequenzen ist die Flussschwächung durch Wirbel ströme, die in den beeinflussenden Teilen induziert werden, grösser als die durch diese Teile mögliche Erhöhung der magnetischen Leitfähigkeit zwischen den gekoppelten Spulen. Bei der Beeinflussung findet dann, im Gegensatz zu den bisher verwendeten Ein- richtungen, eine Schwächung der Kopplung statt. Auf diese Weise wird erreicht, dass nicht nur Eisenteile, z. B. die Räder, sondern auch andere durch den Kop pelfluss bewegte Teile, z. B.
Magnetschienenbremsen, selbst wenn sie nicht auf den Schienen gleiten, immer eine zur Signalübertragung ausreichende Beeinflus sung ausüben. Darüber hinaus ergibt sich aber bei Verwendung höherer Frequenzen als bisher der Vor teil, dass auch bei den in Frage kommenden höchsten Zuggeschwindigkeiten die Beeinflussung über meh rere Perioden andauert.
Zweckmässigerweise werden ausserdem die vom Zuge beeinflussten Spulen mit Kernen aus einem Ma terial mit möglichst grosser Permeabilität versehen, welche den Koppelfluss bündeln. Dies kann zum Bei spiel durch Kerne erreicht werden, deren Länge min destens viermal so gross wie der Kerndurchmesser ist. Als Kernmaterial mit möglichst grosser Permeabilität sind vor allem bei Frequenzen um 10 kHz die be kannten Ferrite besonders gut geeignet. Werden die erregende und die erregte Spule unabhängig vonein ander, das heisst mit je einer eigenen Befestigungsvor richtung, an der Schiene angebracht, so ist eine er höhte Gewähr dafür gegeben, dass bei Zerstörung nur der Befestigungseinrichtungen die Kopplung nicht mehr für die Übertragung der erforderlichen Signal spannung ausreicht.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert.
Die Zeichnung zeigt im oberen Teil einen einstu figen, selbsterregten Generator mit einem Transistor T in Emitterschaltung. Zwischen Kollektor K und Emitter E des Transistors liegt über den Widerstand W und den Kondensator C nur der zwischen den Anschlusspunkten a und b liegende Teil der Spule L1, die über ihre Anschlusspunkte a und c mit dem Kon densator C1 und der Gegenkopplungsspule G1 den Schwingkreis bildet. Die Spule L1 ist auf der einen Seite, die Rückkopplungsspule L2, die in Reihe mit der Gegenkopplungsspule G2 liegt, auf der anderen Seite der Schiene D angeordnet. Die Rückkopplung und die Gegenkopplung sind so eingestellt, dass der Generator bei freier Schiene zum Beispiel mit einer Frequenz von 5 kHz selbsterregt schwingt.
Die Spu len L1 und L2 haben einen durch die Anordnung am Gleis bedingten Kopplungsgrad K l. Der Kopp lungsgrad KG der Spulen G1, G2 ist so einstellbar, dass die hierdurch übertragene Gegenspannung bei freier Schiene kleiner ist als die dem Kopplungsgrad K1 entsprechende Rückkopplungsspannung, so dass der Generator schwingt. Bei Beeinflussung durch das Rad R wird dann die Gegenspannung grösser als die dem sich dann ergebenden Kopplungsgrad K2 der Spulen L1 und L2 entsprechende Spannung, minde stens aber so gross, dass die resultierende Spannung zur Selbsterregung nicht mehr ausreicht. Damit wird erreicht, dass die Schwingungen beim Vorüberrollen des Rades R auf jeden Fall abreissen.
Verlässt das Rad die Einwirkstelle, so ist die aus Rückkopplung und Gegenkopplung resultierende Spannung wieder so gross, dass sie zum Anschwingen des Generators aus reicht. Reissen die Schwingungen bei der Beeinflus sung ab, so entfällt die bei schwingendem Generator an den Anschlusspunkten a und e der Spule L1 abge griffene und über den Kondensator C auf die Speise leitungen F1 und F2 gegebene Signalspannung. Das über den Kondensator C2 und den Verstärker V an die Leitungen F1 und F2 angeschlossene Relais M wird stromlos, und in nicht dargestellten Stromkrei sen wird die Beeinflussung angezeigt.
Die dargestellte Schaltung arbeitet nach dem Ruhestromprinzip, da bei Beeinflussung der vom Generator erzeugte und durch das Relais M über wachte Strom unterbrochen wird. Ist eine Arbeits stromschaltung erwünscht, so kann man zum Beispiel bei Verwendung der gleichen Frequenz die Spulen G1 und L1 bzw. G2 und L2 miteinander vertau schen. Die Gegenkopplung und die Rückkopplung werden dann so eingestellt, dass bei freier Schiene die sich aus den Kopplungsgraden K1 und KG ergebende resultierende Spannung zur Selbsterregung des Gene- rators nicht ausreicht. Erst wenn durch das Rad der Kopplungsgrad KG verkleinert wird, schwingt der Generator an und bleibt bis zum Ende der Beeinflus sung erregt.
Auch durch Verwendung niedrigerer Generato renfrequenzen von weniger als 500 Hz, bei denen die Eisenmasse des Rades den Kopplungsgrad der Spulen L1 und L2 vergrössert, kann die in der Zeich nung dargestellte Ruhestromschaltung in eine Ar beitsstromschaltung bzw. die vorstehend erwähnte Arbeitsstromschaltung mit Beeinflussung der Gegen kopplung in eine Ruhestromschaltung abgewandelt werden.
Bei der gezeichneten Einrichtung ist ferner ange nommen, dass die Gegenkopplungsspulen G1 und G2 an der Schiene angeordnet sind, um vor allem durch das Feld von Triebströmen in den Spulen L1 und L2 induzierte Störspannungen kompensieren zu können. Zu diesem Zweck werden die Spulen G1 und G2 zum Beispiel unter der Schiene so angeordnet, dass die in ihnen wirksame Komponente<I>SG</I> des als Kreis dargestellten Störfeldes S die durch Pfeile angedeute ten Störspannungen SG1 und SG2 induziert. Diese Störspannungen wirken den von den Störfeldkompo nenten S1, S2 in den Spulen L1, L2 induzier ten Störspannungen SL1, SL2 entgegen. Bei entspre chender Bemessung der Wicklungen und Anordnung der Gegenkopplungsspulen kann erreicht werden, dass sich die Störspannungen aufheben.
Durch die Anord nung der Spulen G1 und G2 unter der Schiene ist ausserdem sichergestellt, dass ihre Kopplung durch die Räder gar nicht oder zumindest nur wenig beein flusst wird.
Alle übrigen Teile der Generatorschaltung sind in einem Abschirmrohr A angeordnet, das zum Schutz dieser Teile gegen Temperatureinflüsse mindestens 0,5 m in die Erde reicht. In diesem Rohr können auch die Einrichtungen zur Gegenkopplung unter- gebracht sein, wenn beispielsweise Spulen L1,<I>L2</I> mit parallel zur Schiene liegender Spulenachse verwendet werden, in denen durch die Felder der Schienen ströme keine Störspannungen induziert werden. Auch wenn, wie in der Zeichnung dargestellt, senkrecht zur Schiene stehende Spulen bei nicht elektrisch betrie benen Eisenbahnen zur Anwendung kommen, bei denen die von Gleisüberwachungsströmen oder der gleichen erzeugten Felder keine nennenswerte Stör-. Spannungen induzieren können, empfiehlt sich diese Anordnung.
In der Zeichnung sind ferner zwei unter den Spulen L1, L2 liegende Abschirmbleche 1, 2 ange deutet. Diese Bleche bestehen aus elektrisch gut lei tendem Material und beschneiden nach unten den Raum, in dem sich das von den Spulen erzeugte Feld ausbilden kann. Hierdurch wird bei sonst gleicher Anordnung die Induktivität der Spulen kleiner, da- ;egen ihr Kopplungsgrad grösser, da die Gegeninduk tivität der Spulen, die von dem im wesentlichen ober halb der Schiene verlaufenden Koppelfluss abhängig ist, nicht in gleichem Masse kleiner wird. Hieraus er gibt sich ferner, dass das beeinflussende Rad eine grö ssere relative Änderung des Kopplungsgrades erzeugt als bei Anordnungen ohne Abschirmblech.
Ist keine grö ssere Änderung der Kopplung zum Ändern--des Schwingungszustandes des Generators erforderlich, so kann man nun die Spulen niedriger als bisher neben der Schiene anordnen. Sie können, wie in der Zeich nung dargestellt, in Höhe oder sogar unterhalb der Schienenoberkante liegen, wo sie gegen mechanische Zerstörung besser geschützt sind als über die Schie nenoberkante hinausragende Einrichtungen. Aus dem gleichen Grunde ist es zweckmässig, bei Anordnungen mit oder ohne Abschirmblechen die Spulen so anzu ordnen, dass ihre Achsen einen Winkel zur Horizon talen bilden, das heisst die der Schiene abgekehrten Teile tiefer liegen.
Die im oberen Teil der Zeichnung dargestellte Glimmlampe GL dient zum Schutz des Transistors T gegen Oberspannungen, die zum Beispiel bei Gewit ter auf den Freileitungen F1 und F2 entstehen kön nen. Der Gleichstromeingang des Transistors könnte zwar durch eine Siebkette mit entsprechend grossen Kondensatoren geschützt werden. Diese Möglichkeit besteht aber nicht für die Ausgangsseite des Tran sistors, da von diesem die Signalspannung auf die Leitungen gegeben wird. Die in. der Schaltung ge zeigte transformatorische Ankopplung überträgt aber auch Frequenzen, die bei Blitzeinwirkungen sehr häu fig auftreten.
Die üblichen Überspannungsableiter sprechen erst bei Spannungen von etwa 350 V an, bei denen die gebräuchlichen Transistoren für Spitzen spannungen bis etwa 30 V bereits zerstört werden. Auch Stromsicherungen sind nicht zum Schutz der Transistoren geeignet, da sie einen relativ grossen An sprechstrom benötigen und ausserdem durch die Wärmeträgheit zu langsam wirken.
Zwar ist die Zünd- spannung als überspannungsschutz geeigneter Glimm- oder Gasentladungslampen, die zum Beispiel 130 bis 150 V beträgt, auch höher als die zulässige Spitzen spannung der Transistoren; die Verwendung dieser Glimmlampen wird jedoch beim vorliegenden Bei spiel dadurch möglich, dass der Transistor zwischen den Anzapfungen a und b der Schwingkreisspule liegt, während die Glimmlampe an die Anzapfungen a und d angeschlossen ist, also durch Spannungsübersetzung an einer wesentlich höheren Spannung liegt. Ist im normalen Betrieb, das heisst bei Speisung des Tran sistors mit 6 V, z.
B. eine Spannung von 100 V am Schwingkreis vorhanden, so kann die Glimmlampe bei entsprechend angeordneten Anzapfungen nicht zünden. Tritt dagegen zum Beispiel durch atmosphä rische Beeinflussung der Leitungen eine Spannung von 12 V am Transistor auf, so ist dessen zulässige Spitzenspannung noch lange nicht erreicht. Am Schwingkreis entsteht aber eine Spannung von 200V, die durch die zusätzlich gewählte Spannungsüberset zung die Glimmlampe zum Zünden bringt, wodurch ein weiterer Spannungsanstieg verhindert wird.
An sich wäre es zum Schutz des Transistors aus reichend gewesen, die Glimmlampe parallel zum Schwingkreis anzuschliessen; durch die zusätzliche Spannungserhöhung zwischen Schwingkreis und Glimmlampe wird aber gleichzeitig auch ein Schutz des Kondensators C1 gegen Überspannungen erzielt.
Device for the transmission of characters from the train to the line In the railway security system is often used except mechanically operated Kontakteinrich lines such. B. deflection rail contacts, for influencing track devices by the trains and facilities that are influenced by magnetic or inductive means. This is the case, for example, with axle counting systems in which the wheels rolling past influence the track facilities.
The magnetically controlled devices have the advantage that they work reliably even at high train speeds; However, the Kontaktein directions must be arranged directly on the rails and are therefore not only exposed to all shocks and dangers of railway operations, but also to the elements. This disadvantage can be avoided with inductively controlled devices, since it is sufficient to arrange only the parts directly influenced by the change in induction on the rails, while the devices that are controlled by the current generated or changed during signal transmission protect against vibrations and weather influences can be housed in switch cabinets next to the route or in signal boxes.
Up to now used devices with inductive influence consist, for example, of a rail nen U-shaped comprehensive iron body, which carries an alternating current he energized transmitter coil on one side of the rail and on the other side an inductively coupled receiver coil whose coupling is through which the wheels roll between the coils is reinforced. Such arrangements are unfavorable because the change in the signal voltage caused by the wheels corresponds only to the slight change in the coupling.
According to the invention, a significant improvement is achieved in that one coil is arranged in the oscillating circuit and another coil is arranged in the feedback circuit of a self-excited generator, the feedback of which is set so that the oscillating state of the generator changes when the coil coupling is influenced by the train, z. B. that the vibrations of the generator either break or start when the coil coupling is influenced by the train. Even if, for example, the smallest coupling change to be taken into account is only 20%, it is achieved in this way that the signal voltage changes by 100%. It is useful to use a multi-stage generator that can be fitted with both tubes and transistors.
The desired working point of the generator can easily be set by changing the feedback. It is even cheaper to additionally provide an adjustable capacitive or inductive negative feedback, which can either be housed in the generator housing completely shielded from external influences, or is also arranged on the rail. In the latter case, there is the possibility of ver used coils for negative feedback, for example next to or under the rail so that the negative feedback is only slightly changed by the parts influencing the feedback, however, any interference fields such.
B. the field generated by rail currents induce opposite voltages in each negative feedback coil and the associated feedback or resonant circuit coil, so that the interfering influences are compensated for when the two coils belonging together are connected in series, for example. When connected in series, there is also greater certainty that the vibrations will break off in the event of any type of line disturbance.
Even with the reverse arrangement, in which the negative feedback coils are arranged in the influencing area, whereas the feedback coils are arranged below the rails, interference fields can be compensated in this way. If the degree of coupling of the coils is improved by the train, the two arrangements differ only insofar as if the feedback is influenced by increasing the oscillations of the generator, a working current principle would result, if the negative coupling was influenced by the oscillations breaking off, a closed-circuit current principle would result.
To stabilize against Temperaturschwankun conditions, which can be up to 100 C on the rail, it is also appropriate to use the temperature sensitive parts such. B. to sink the transistors into the ground. In order to be able to access the parts in the event of a fault, the arrangement can be made, for example, in such a way that the pipe is placed at least 0.5 m into the ground near the point of influence. The parts themselves are contained in a cast rod that can be pushed into this tube. This measure is also recommended for other facilities used in railway security systems with temperature-sensitive parts, e.g. B. Relays with upstream rectifiers or amplifiers that have to be arranged along the route.
The same applies to a measure to protect such devices against overvoltages that can occur on overhead lines during thunderstorms, for example. These overvoltages can be rendered harmless by connecting a glow lamp in parallel to the equipment to be protected via a transformer that increases the voltage.
Since the generator is a frequency converter, multiple use of the lines required between the influencing point and the monitoring point is also possible in such a way that for supplying the feed current for the self-excited generator and for transmitting a current influenced by the generator and the train the same lines are used after a monitoring station. Are several influencing bodies, z. B. for the direction of travel-dependent Achszäh ment two independently influenced generators, a single pair of lines is sufficient for their supply and monitoring if the generators are tuned to different frequencies.
In particular in devices with such self-excited generators, but also when using the known separately excited transmitter coils, it is useful to use frequencies of more than 500 Hz, preferably from 5 to 10 kHz. At these frequencies, the weakening of the flux caused by eddy currents that are induced in the influencing parts is greater than the increase in the magnetic conductivity between the coupled coils that is possible through these parts. When influencing, the coupling is weakened, in contrast to the devices previously used. In this way it is achieved that not only iron parts, e.g. B. the wheels, but also other parts moving through the Kop pelfluss, z. B.
Magnetic rail brakes, even if they do not slide on the rails, always exert an influence sufficient for signal transmission. In addition, however, when using higher frequencies than before, the advantage is that even at the highest train speeds in question, the influence continues over several periods.
In addition, the coils influenced by the train are expediently provided with cores made of a material with the greatest possible permeability, which bundle the coupling flux. This can be achieved, for example, by means of cores whose length is at least four times the core diameter. The known ferrites are particularly well suited as core material with the greatest possible permeability, especially at frequencies around 10 kHz. If the exciting and the excited coil are attached to the rail independently of each other, that is, each with their own fastening device, then there is an increased guarantee that if only the fastening devices are destroyed, the coupling will no longer be used to transmit the required signal voltage is sufficient.
An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing and explained below.
The drawing shows in the upper part a einu figen, self-excited generator with a transistor T in the emitter circuit. Between the collector K and the emitter E of the transistor, via the resistor W and the capacitor C, only the part of the coil L1 located between the connection points a and b, which forms the resonant circuit via its connection points a and c with the capacitor C1 and the negative feedback coil G1 . The coil L1 is arranged on one side, the feedback coil L2, which is in series with the negative feedback coil G2, on the other side of the rail D. The feedback and the negative feedback are set so that the generator oscillates self-excited with a free rail, for example at a frequency of 5 kHz.
The Spu len L1 and L2 have a degree of coupling K l due to the arrangement on the track. The degree of coupling KG of the coils G1, G2 can be set so that the counter-voltage transmitted through it is smaller than the feedback voltage corresponding to the degree of coupling K1, so that the generator oscillates. When influenced by the wheel R, the counter voltage is then greater than the voltage corresponding to the resulting degree of coupling K2 of the coils L1 and L2, but at least so great that the resulting voltage is no longer sufficient for self-excitation. This ensures that the vibrations are definitely broken off when the wheel R rolls past.
If the wheel leaves the point of action, the voltage resulting from feedback and negative feedback is again so great that it is sufficient to start the generator oscillating. If the vibrations stop when the influence is applied, the signal voltage that is tapped off at the connection points a and e of the coil L1 when the generator is vibrating and passed through the capacitor C to the supply lines F1 and F2 is omitted. The relay M connected to the lines F1 and F2 via the capacitor C2 and the amplifier V is de-energized, and the influence is displayed in current circuits not shown.
The circuit shown works according to the closed-circuit current principle, since the current generated by the generator and monitored by the relay M is interrupted when it is influenced. If a working current circuit is desired, you can, for example, when using the same frequency, the coils G1 and L1 or G2 and L2 interchangeable. The negative feedback and the feedback are then set so that when the rail is free, the voltage resulting from the degrees of coupling K1 and KG is not sufficient to self-excite the generator. Only when the degree of coupling KG is reduced by the wheel does the generator start to oscillate and remain excited until the end of the influence.
Also by using lower generator frequencies of less than 500 Hz, in which the iron mass of the wheel increases the degree of coupling of the coils L1 and L2, the closed-circuit current circuit shown in the drawing can be converted into an operating current circuit or the aforementioned operating current circuit influencing the counter-coupling can be modified into a closed circuit.
In the device shown, it is also assumed that the negative feedback coils G1 and G2 are arranged on the rail in order to be able to compensate for interference voltages induced by the field of drive currents in the coils L1 and L2. For this purpose, the coils G1 and G2 are arranged, for example, under the rail in such a way that the component <I> SG </I> effective in them of the interference field S shown as a circle induces the interference voltages SG1 and SG2 indicated by arrows. These interference voltages counteract the interference voltages SL1, SL2 induced by the Störfeldkompo components S1, S2 in the coils L1, L2. With appropriate dimensioning of the windings and arrangement of the negative feedback coils it can be achieved that the interference voltages cancel each other out.
The arrangement of the coils G1 and G2 under the rail also ensures that their coupling is not influenced at all or at least only slightly by the wheels.
All other parts of the generator circuit are arranged in a shielding tube A, which extends at least 0.5 m into the earth to protect these parts against temperature influences. The devices for negative feedback can also be accommodated in this tube if, for example, coils L1, L2 are used with a coil axis lying parallel to the rail, in which no interference voltages are induced by the fields of the rail currents. Even if, as shown in the drawing, coils perpendicular to the rail are used in non-electrically operated railways in which the fields generated by track monitoring currents or the same do not have any significant interference. This arrangement is recommended.
In the drawing, two shielding plates 1, 2 located under the coils L1, L2 are also indicated. These sheets are made of electrically good conductive material and cut down the space in which the field generated by the coils can develop. As a result, with otherwise the same arrangement, the inductance of the coils is smaller, and their degree of coupling is greater, since the mutual inductance of the coils, which is dependent on the coupling flux running essentially above the rail, is not reduced to the same extent. This also shows that the influencing wheel generates a greater relative change in the degree of coupling than in arrangements without a shield plate.
If no major change in the coupling is required to change the oscillation state of the generator, the coils can now be arranged lower than before next to the rail. You can, as shown in the drawing voltage, at the height or even below the top edge of the rail, where they are better protected against mechanical damage than over the top of the rail protruding facilities. For the same reason, it is useful in arrangements with or without shielding plates to arrange the coils so that their axes form an angle to the horizontal, that is, the parts facing away from the rail are lower.
The glow lamp GL shown in the upper part of the drawing serves to protect the transistor T against high voltages that can arise, for example, during thunderstorms on the overhead lines F1 and F2. The direct current input of the transistor could be protected by a sieve chain with correspondingly large capacitors. This possibility does not exist for the output side of the Tran sistor, since the signal voltage is applied to the lines from this. The in. The circuit shown transformer coupling but also transmits frequencies that occur very often when lightning strikes.
The usual surge arresters only respond at voltages of around 350 V, at which the common transistors for peak voltages of up to around 30 V are already destroyed. Current fuses are also not suitable for protecting the transistors, as they require a relatively large response current and also act too slowly due to the thermal inertia.
It is true that the ignition voltage is suitable for use as overvoltage protection glow or gas discharge lamps, which is 130 to 150 V, for example, and is also higher than the permissible peak voltage of the transistors; However, the use of these glow lamps is possible in the present case in that the transistor is located between the taps a and b of the resonant circuit coil, while the glow lamp is connected to the taps a and d, so is at a much higher voltage through voltage translation. Is in normal operation, that is, when feeding the Tran sistor with 6 V, z.
If, for example, a voltage of 100 V is present on the resonant circuit, the glow lamp cannot ignite with appropriately arranged taps. If, on the other hand, a voltage of 12 V occurs on the transistor due to atmospheric influences on the lines, its permissible peak voltage is still far from being reached. However, a voltage of 200V arises on the resonant circuit, which causes the glow lamp to ignite due to the additionally selected voltage transmission, which prevents a further increase in voltage.
In itself it would have been sufficient to protect the transistor from connecting the glow lamp in parallel to the resonant circuit; the additional voltage increase between the resonant circuit and the glow lamp also protects the capacitor C1 against overvoltages.