Fernwirkeinrichtung auf einem Eisenbahnzug über eine durch den Zug gehende Leitung Bei Eisenbahnzügen ist man neuerdings bestrebt, eine Vielzahl von Steuerbefehlen, Signalen oder Mel dungen nicht nur von der Lokomotive, sondern von einer beliebigen Stelle des Zuges aus auszulösen, und zwar besonders bei Anwendung einer Vielfachsteue- rung auch verschiedenartiger Triebfahrzeuge und bei Verwendung von Steuerwagen an den Enden des Zuges, wenn sich die Lokomotive an beliebiger anderer Stelle des Zuges befindet.
Um eine solche Steuerung zu er möglichen, dabei aber alle Fahrzeuge freizügig gegen einander austauschen zu können, ohne den gesamten bereits vorhandenen Fahrzeugpark mit zusätzlichen Leitungen ausrüsten zu müssen, ist es bereits bekannt, eine bereits durchgeführte elektrische Leitung, meistens die elektrische Heizleitung, für die Übertragung der artiger aus Sicherheitsgründen leitungsgebundenen Steuerbefehl mitzubenutzen, wofür sich aber wegen der durchgeführten unterschiedlichen Betriebsspannung (Heizspannung) und der hiervon unterschiedlich be triebenen Verbraucher keine normale Zugnetzspan nung eignet. Man übermittelt daher diese Befehle durch höhere Frequenzen, z. B.
Ton-, Mittel- oder Hochfre- quenzschwingungen, die entsprechend über frequenz- selektive Filter an den Befehlsständen in die Heizlei- tung ein- und an den Empfängern wieder ausgefiltert werden müssen. Für jeden einzelnen möglichen Befehl ist dabei eine eigene Frequenz vorgesehen, die gesondert in die Heizstromleitung eingespeist und am Empfänger wieder ausgefiltert wird.
Zur Vereinfachung derartiger bekannter Schaltungen ist bereits vorgeschlagen wor den, ein frequenzabhängiges Arbeitsstromrelais als Empfänger zu verwenden, das für die gewünschte Dauer der Steuerung mit gleichbleibender Befehlsfre quenz erregt wird und somit eine kraftschlüssige Über tragungseinrichtung für die Steuerbefehle bildet. Will man derartige Übertragungseinrichtungen jedoch für Schaltungen verwenden, bei denen z. B. iniedem Wagen des Zuges sowohl ein Befehlsgeber wie ein Empfänger vorgesehen ist, wie z.
B. das ein- oder mehrstufige Ein- und Ausschalten der Beleuchtung, der Heizung, einer Lüftungs- oder Klimaanlage, das selbständige Türen- schliessen usw., so ist hierbei bei jedem Befehlsgeber ein Sender für die zugehörige Frequenz vorgesehen, was einen entsprechenden Aufwand bedeutet.
Die Er findung betrifft eine Fernwirkeinrichtung auf einem Eisenbahnzug zur Übertragung von elektrischen Signa len, insbesondere Steuerbefehlen, über eine durch den Zug gehende Leitung von einem Befehlsstand auf einen Empfänger mittels frequenzabhängiger Arbeitsstrom- relais.
Die Erfindung besteht darin, dass als Leitung die Heizleitung dient, an welcher für jede Befehlsfrequenz ein Sender vorgesehen ist und dass am BefehIsstand für jede Befehlsfrequenz über einen Schaltkontakt ein auf diese abgestimmter Saugkreis angeordnet ist, wobei das Schliessen des Kontaktes einen Kurzschluss für die zugehörige Befehlsfrequenz bewirkt, so dass alle auf diese Befehlsfrequenz abgestimmten Empfängerrelais abfallen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wer den im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.
In Fig. <B>1</B> ist in einem Eisenbahnzug in einem Zug teil, zweckmässig im Packwagen oder in der Lokomotive des Zuges, ein ständig arbeitender, auf eine bestimmte Frequenz abgestimmter Sender<B>1</B> an die durchgehende Heizleitung<B>9</B> angeschlossen. Sind an sämtlichen Be fehlsständen des Zuges die Schaltkontakte<B>5</B> offen, so gelangt die in der Leitung<B>9</B> geführte Frequenz in jedem angeschlossenen Empfänger über ein auf diese Fre quenz abgestimmtes Selektivfilter 2 auf einen als Richt- verstärker arbeitenden Empfängerteil<B>3,</B> dessen Aus- gangsstrom ein Relais 4 erregt,
das dementsprechend einen Ruhekontakt<B>8</B> offenhält.
Die Befehlsauslösung erfolgt in einem beliebigen Wagen des Zuges durch Schliessen des Schaltkontaktes<B>5.</B> Damit wird der aus einem Kondensator<B>6</B> und einer Spule<B>7</B> bestehende und auf die zugehörige Frequenz abgestimmte Saugkreis geschlossen. Die Spannung dieser Befehlsfrequenz bricht in der als Übertragungs leitung dienenden Heizleitung<B>9</B> zusammen, und alle Relais 4 fallen ab, wodurch die entsprechenden Schalt befehle ausgelöst werden. Diese Schaltung arbeitet zuverlässig, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: <I>a)</I> Die gesamte elektrische Leitungslänge muss klein sein gegen die Viertelwellenlänge der vom Sender er zeugten Frequenz,<B>d.</B> h. es müssen quasistationäre Zu stände herrschen, da sonst z. B.
Spannungsknoten nicht gegebene Befehle vortäuschen können. Dadurch ist der zur Verfügung stehende Frequenzbereich beschränkt.
<B>b)</B> Der Eingangswiderstand des Empfängers 2,<B>3</B> muss gross sein gegenüber dem Widerstand des einge schalteten Saugkreises<B>6, 7</B> damit das Ein- und Aus schalten des letzteren einen ausreichend grossen Pegel unterschied der Spannung der Befehlsfrequenz erzeugt.
<B>e)</B> Aus dem gleichen Grunde ist der Eingangswider stand des Empfängers 2,<B>3</B> zweckmässig nicht auf maximale Leistungsübertragung vom Sender<B>1</B> ange- passt, sondern unterangepasst, z. B. ist der Eingangs widerstand des Empfängers 2,<B>3</B> etwa<B>l/.</B> des Wertes für maximale Leistungsübertragung.
<B><I>d)</I></B> Der Innenwiderstand des Senders<B>1</B> muss gross gegenüber dem Widerstand der Heizleitung<B>9</B> sein, damit der Pegelunterschied der Spannung der Befehls frequenz entlang der Heizleitung<B>9</B> innerhalb erträg licher Grenzen bleibt.
Sind die letztgenannten Bedingungen nicht sicher erfüllt, so ist bei einem Befehlsstand, der sich mit einem Empfänger an gleicher Stelle des Zuges befindet, eine Schaltung nach Fig. 2 vorteilhaft. Nach dieser Schal tung sind alle Relais 4 der Empfänger mit einem zu sätzlichen Ruhekontakt<B>10</B> versehen, der zweckmässig in Reihe mit einem weiteren Kontakt<B>11</B> parallel zum Befehlsgeberkontakt <B>5</B> liegt.
Wird in einem solchen Wagen, der zugleich einen Befehlsgeber und einen Empfänger enthält, der Kon takt<B>5</B> geschlossen, so fällt zunächst das Relais 4 im gleichen Wagen an der gleichen Stelle der Heizleitung<B>9</B> ab und hält dadurch den zugehörigen Saugkreis<B>6,-7</B> weiterhin eingeschaltet. Bei dieser Schaltung ist ledig lich zu fordern, dass der eingeschaltete Saugkreis<B>6, 7</B> die Eingangsspannung des Empfängers im benach barten Wagen noch mit Sicherheit so weit herabdrückt, dass das dortige Relais 4 abfällt und damit den entspre chenden dort befindlichen Saugkreis<B>6, 7</B> einschaltet, wodurch die Auslösung des Befehls und das Einschal ten des Saugkreises<B>6, 7</B> im übernächsten Wagen gemäss den Voraussetzungen sichergestellt ist.
Damit wird ein in einem beliebigen Wagen gegebener Befehl in beiden Richtungen auf alle anderen Wagen des Zuges über tragen. Um die Schalteinrichtung wieder in die Anfangs stellung zu bringen, müssen alle Saugkreise<B>6, 7</B> wieder ausgeschaltet werden. Dies geschieht zweckmässig über ein Zeitglied (Thermorelais, Uhrwerkrelais, pneuma tisches Relais usw.), das dann den mit dem Kontakt<B>10</B> in Reihe geschalteten Kontakt<B>11</B> eine bestimmte Zeit nach dem Abfallen des Relais 4 öffnet und dadurch den Saugkreis<B>6, 7</B> wieder ausschaltet.
Anstatt durch das Zeitglied kann die Ausschaltung des Saugkreises<B>6,</B> <B>7</B> auch durch die Auslösung des Gegenbefehls über die entsprechende auf eine andere Frequenz abgestimmte Einrichtung erfolgen, sofern es sich z. B. um Alternativ befehle Licht ein , Licht aus oder dergleichen handelt.
Für die letztgenannte Methode zeigt Fig. <B>3</B> ein Bei spiel. Ist z. B. der Befehl Licht ein gegeben, so sind die Saugkreise<B>6, 7</B> in allen Wagen geschlossen, die Relais 4 abgefallen, die Relais 4' angezogen. Dieser Zustand wird durch die dann geschlossenen Selbsthalte- kontakte <B>10, 11'</B> aufrechterhalten; die Selbsthaltekon- takte <B>11, 10'</B> für den Gegenbefehl sind dagegen offen. Über die Kontakte<B>8, 8'</B> wird das Beleuchtungsschütz 12 erregt.
Beim Auslösen des Gegenbefehls<B> </B> Licht aus durch Schliessen des Schaltkontaktes<B>5'</B> fallen alle Relais 4' ab. Durch Öffnen des Kontaktes<B>1 l'</B> wird die Selbst haltung für den Befehl Licht ein unterbrochen und in allen Wagen ziehen die Relais 4 an. Dann sind die Kontakte<B>10, 11'</B> offen (Selbsthaltung Licht ein unterbrochen), die Kontakte<B>11,</B> 10'geschlossen (Selbst- haltekreis Licht aus geschlossen) und die Kontakte <B>8, 8'</B> offen (Licht ausgeschaltet).
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die selbsttätige, verzö gerte Wiederausschaltung der Saugkreise<B>6, 7.</B> Das Relais 4 besitzt neben seinen unverzögert arbeitenden Kontakten<B>8, 10</B> noch einen verzögert arbeitenden Kontakt<B>13,</B> der z. B. seinen Schaltzustand ungefähr eine Sekunde nach Entregung des Relais 4 ändert. In Reihe mit dem bei Entregung des Relais 4 schliessenden Ruhekontakt<B>10</B> liegt der sich verzögernd öffnende Arbeitskontakt<B>13</B> parallel zum Befehlsgeberkontakt <B>5,</B> so dass der Saugkreis<B>6, 7</B> beim Abfallen des Relais 4 noch während dessen Verzögerungszeit eingeschaltet bleibt.
In Fig. 4 sind die Relaiskontakte in der Stellung gezeichnet, in der sie sich unmittelbar nach der Befehls gabe befinden; das Relais 12 arbeitet bei Dauerbefeh len mit Selbsthaltekontakt.
Bei einem Befehlsstand, der sich mit einem Emp fänger an einer gleichen Stelle des Zuges befindet, lässt sich der Saugkreis<B>6, 7</B> vorteilhaft zugleich als Selek- tionskreis für den Empfänger schalten, wie es an einem Beispiel in Fig. <B>5</B> gezeigt ist. Der Saugkreis<B>6, 7</B> ersetzt den selektiv wirkenden Eingangsteil 2 des Empfängers, so dass parallel zum Schaltkontakt<B>5</B> unmittelbar Ver stärker und Gleichrichter<B>3</B> für das Relais 4 geschaltet werden können.
Die Funktionssicherheit der Anlage ist durch das Verhältnis (v) der Empfängereingangsspannung (U,) bei offenem Saugkreis zu derjenigen bei eingeschaltetem Saugkreis (U,) gegeben. Bei den in den Abschnitten<B>b,</B> e, <B>d</B> erwähnten Voraussetzungen wird für dieses Span nungsverhältnis als Grenzwert das Verhältnis Emp- fänger-Eingangswiderstand (RE) zum Saugkreisverlust- widerstand (Rc,) erreicht.
Es ist also
EMI0003.0008
Bei merklicher Leitungsdämpfung<B>(d)</B> und fest ein gestellten oder vorgegebenen Abständen zwischen den Befehls- und Empfangsstellen kann durch Nachstellen von Hand ein konstanter Empfangspegel erzielt werden, so dass die Dämpfung ohne Einfluss auf die Funktions sicherheit bleibt.
Dagegen sollen bekanntlich die Wa gen eines Eisenbahnzuges ohne Einregulierung des Pegels von Hand freizügig gegeneinander ausgetauscht werden können, wobei sichergestellt sein muss, dass das Relais 4 eines Wagens in geringster Senderentfernung bei kurzgeschlossenem Saugkreis abfällt, jedoch umge kehrt bei offenem Saugkreis auch dann noch anziehen soll, wenn derselbe Wagen bei einem langen Zug zu fällig in grösster Entfernung vom Sender eingeordnet ist. Die entsprechenden Empfänger-Eingangsspan- nungen sind dann
EMI0003.0016
Die Funktionssicherheit würde in diesem Fall durch die Leitungsdämpfung reduziert. Um das zu verhindern, ist eine automatische Pegelregelung erforderlich.
Zu diesem Zweck wird an der Sendestelle eine Re gelfrequenz zusammen mit den Befehlsfrequenzen in die Heizleitung<B>9</B> eingespeist, die bei jeder Empfangs stelle ausgefiltert wird und entsprechend der Grösse ihrer Spannung an dieser Stelle den Verstärkungsgrad des Empfängerteils<B>3</B> automatisch so einregelt, dass der Pegel der durch diesen Empfängerteil<B>3</B> verstärkten Spannung auf einen vorgegebenen, von der Entfernung des Senders unabhängigen Wert gehalten wird.
Da der Spannungsabfall der Befehlsfrequenzen sich entlang der Leitung mit der Frequenz etwas ändert, wählt man als Pegelfrequenz zweckmässig aus den zur Verfügung stehenden Frequenzen eine mittlere Fre quenz aus, so dass auch die extremen Befehlsfrequenzen in ihrem Spannungsabfall nicht wesentlich von dem Spannungsabfall der Pegelfrequenz abweichen.