Zugsicherungseinrichtung Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Zug sicherungseinrichtung mit mindestens einem sich längs der Fahrbahn erstreckenden, in voneinander isolierte Abschnitte unterteilten Leiter, der mit einem, an einem Schienenfahrzeug angebrachten Kontaktstück in leitender Verbindung steht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe war die, eine Zugsicherungseinrichtung zu schaffen, welche mit einfachsten Mitteln erlaubt, einen auf ein besetztes Geleise auffahrenden Zug rechtzeitig anzu halten, unabhängig von der Fahrtrichtung, von der Fahrgeschwindigkeit und von der Orientierung der Fahrzeuge in bezug auf die Fahrtrichtung. Die Wir kungsweise der erfindungsgemässen Zugsicherungs einrichtung ist ferner von jeglicher stationärer Anlage unabhängig.
Die erfindungsgemässe Zugsicherungseinrichtung ist gekennzeichnet durch einen vom Schienenfahr zeug angetriebenen fremderregten Gleichstromgene rator, dessen einer Pol geerdet ist, während der andere Pol über eine Relaiswicklung mit dem Kontaktstück in Verbindung steht, wobei der Relaiskontakt im Kreise einer Sicherheitsvorrichtung liegt.
In der vorliegenden Beschreibung wird mit einem fremderregten Gleichstromgenerator ein Gleich stromgenerator bezeichnet, der zur Erzeugung seines Magnetfeldes Elektromagnete benützt, deren Erre gerstrom aus einer fremden Stromquelle bezogen wird, oder ein Gleichstromgenerator, der zur Erzeu gung seines Magnetfeldes Dauermagnete verwendet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch die Zugsicherungsein richtung; Fig. 2 bis 4 zeigen schematisch die elektrischen Kreise und die Polaritäten bei verschiedenen Fahrt richtungen; Fig. 5 erläutert die Anordnung von zwei Hilfs schienen mit gegeneinander versetzten Unterbre chungsstellen; Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5.
In Fig. 1 ist mit 1 eine der beiden normalen und demzufolge geerdetem Fahrschienen bezeichnet. 2 und 3 bedeuten Schienenfahrzeuge, wobei es sich um Wagen oder Lokomotiven zweier unabhängiger Kompositionen handelt, deren Zusammenstoss ver mieden werden soll, und das Fahrzeug 3 in zwei ver schiedenen Stellungen dargestellt ist.
Zwischen den beiden Fahrschienen ist der schematisch mit 4 be zeichnete und in einzelne Abschnitte<I>A, B</I> und C un terteilte und beispielsweise als dritte Schiene ausge bildete Leiter bezeichnet, wobei die einzelnen Leiter abschnitte elektrisch voneinander isoliert sind. Diese Isolierung kann durch entsprechend bemessene Lei- terunterbrüche, oder durch Isolationsstücke 5 erfol gen.
Jedes Fahrzeug besitzt einen von ihm angetrie benen fremderregten Gleichstromgenerator 6, wel cher einerseits über die Räder und die normalen Fahrschienen 1 geerdet und andererseits über eine Relaiswicklung 8 mit einem Kontaktstück 10 verbun den ist, welches Kontaktstück über den Leiter 4 rollt oder gleitet, und so während der Bewegung der Fahr zeuge nacheinander mit den verschiedenen Leiterab schnitten in Berührung kommt. Die Kontaktstücke können dabei als Roll- oder Schleifkontakte ausge bildet sein.
Im Stromkreis des Relaiskontaktes 12 ist eine Sicherheitsvorrichtung 14 vorgesehen, welche beispielsweise ein akustisches oder optisches Signal (wenn das Fahrzeug die Lokomotive ist, zweckmässi- gerweise im Führerstand) auslöst, oder die Bremsein- richtung betätigt: Selbstverständlich kann diese Si cherheitsvorrichtung auf irgendwelche beliebige an dere Weise ausgebildet sein und irgendwelche Sicher- heitsmassnahmen auslösen.
Befindet sich nun ein mit der betreffenden Ein richtung ausgerüstetes Schienenfahrzeug allein in einem der Bereiche eines der Leiterabschnitte A-C, so ist der Stromkreis des betreffenden Generators offen, ebenso wie der Kreis der Sicherheitsvorrich tung. Diese Lage ist in bezug auf das Fahrzeug 3 in Fig. 1 rechts aussen dargestellt. Fährt nun dieses Fahrzeug 3 in den Abschnitt B ein, in welchem auch ein entgegenkommendes Fahrzeug 2 einfährt, welches ein mit gleicher oder verschiedener Geschwindigkeit entgegenkommender Zug sein kann, wie in Fig. 2a dargestellt, so schliesst sich ein Stromkreis gemäss Fig.2.
Dieser Stromkreis schliesst sich über die Fahrschiene 1, den Generator 6, den Widerstand 16, das Relais 8 des Fahrzeuges 2, den Leiterabschnitt B, das Relais 8, den Widerstand 16, sowie über den Ge nerator des zweiten Fahrzeuges 3 zurück zur Erde. Die Polaritäten der von den fremderregten Generato ren 6 in den Fahrzeugen 2 und 3 gelieferten Span nungen sind entgegengesetzt, weil die Drehrichtungen dieser Generatoren entgegengesetzt sind. Die Gene ratoren 6 sind somit in Reihe geschaltet und ihre Spannungen addieren sich.
Die Relais 8 in den bei den Fahrzeugen werden erregt, schliessen die Kreise der Sicherheitsvorrichtung 14, welche damit ausge löst werden, und, je nach der Ausbildung dieser Si cherheitsvorrichtung, ein optisches oder akustisches Signal erzeugen oder beispielsweise die Schnell- Bremsung einleiten.
In Fig. 3a fährt das Fahrzeug 2 in den Abschnitt B ein, in welchem sich bereits das Fahrzeug 3 befin det, welches ein vom vorangehenden Zug stehen ge lassenes Fahrzeug sein kann. Es schliesst sich ein Stromkreis, welcher in Fig. 3 dargestellt ist, wobei der Generator 6 des Fahrzeuges 3 keine Spannung liefert. Die Relais 8 werden lediglich durch den Ge nerator 6 in Fahrzeug 2 erregt und schliessen die Kreise der Sicherheitsvorrichtungen 14.
In Fig. 4a fährt das Fahrzeug 2 mit einer Ge schwindigkeit V2 in den Abschnitt B ein, in welchem sich bereits das Fahrzeug 3 befindet, welches mit einer Geschwindigkeit V3 fährt, wobei V2>V3, so dass es zu einem Zusammenstoss kommen könnte.
Es schliesst sich aber ein Stromkreis, welcher in Fig. 4 dargestellt ist. Die fremderregten Generatoren 6 in den beiden Fahrzeugen liefern je eine Spannung, deren Polaritäten gleich sind, so dass diese Generato ren parallel geschaltet sind, wobei die vom Generator 6 im Fahrzeug 2 gelieferte Spannung grösser ist als diejenige, welche vom Generator 6 in Fahrzeug 3 er zeugt wird, weil V2>V3. Die Relais 8 in den beiden Fahrzeugen werden durch die Spannung U2-U3 er regt und schliessen die Kreise der Sicherheitsvorrich tungen 14.
Auf diese Weise und durch geeignete Wahl der Länge der einzelnen Leiterabschnitte im Verhältnis zu den maximalen Bremswegen, kann ein in einen bereits besetzten Leiterabschnitt einfahrendes Fahr zeug rechtzeitig gebremst und damit ein Zusammen- stoss verhindert werden.
Wird nur ein einziger Leiter 4 zwischen den Fahrschienen 1 verlegt, so besteht die Gefahr, dass die Signalanlagen zu spät oder überhaupt nicht betä tigt werden, wenn sich nämlich die beiden Fahrzeuge in der Nähe einer Unterbrechungsstelle dieses einen Leiters 4 begegnen. Dann befinden sie sich kurz vor dem Zusammenstoss auf verschiedenen Abschnitten, so dass ein geschlossener Stromkreis nicht entstehen kann. Dies kann man dadurch beseitigen, dass man gemäss Fig.5 und 6 zwei Hilfsschienen 4, 4' zwi schen den Fahrschienen 1, gegeneinander isoliert und auf Isolatoren 17 gestützt, verlegt, und ihre Unter brechungsstelle gegeneinander versetzt.
Jedes einzel ne Schienenstück muss dann aber mindestens die vierfache Länge der Bremsstrecke eines Zuges besit zen, damit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Un terbrechungsstellen beider Hilfsschienen mindestens die doppelte Bremsstrecke liegt. Das Kontaktstück 10 kann beide Schienen 4, 4' gleichzeitig berühren, oder auch auf jeder von ihnen eine besondere Rolle laufen lassen.
Anstatt eines Gleichrichtstromgenerators 6 der zur Erzeugung seines Magnetfeldes Elektromagnete benützt, deren Energiestrom aus einer fremden Stromquelle bezogen wird, kann ein Gleichstromge nerator verwendet werden, der Dauermagnete zur Erzeugung seines Magnetfeldes benützt. Ein solcher Gleichstromgenerator mit Dauermagnet-Erregung kann z. B. für kleinere Leistungen in Verwendung kommen, oder wenn der Relaiskontakt 12 des Relais 8 in einem vom Gleichstromgenerator unabhängigen Stromkreis der Sicherheitsvorrichtung 14 liegt, die in diesem Falle von einer Batterie gespeist wird.
Der Leiter 4 kann wenn nötig seitlich über der Fahrbahn an Masten befestigt werden und das Kon taktstück 10 muss in diesem Fall entsprechend ge formt sein.
Train safety device The subject of the present invention is a train safety device with at least one conductor which extends along the roadway and is subdivided into sections isolated from one another and which is in conductive connection with a contact piece attached to a rail vehicle.
The object of the invention was to create a train safety device which, with the simplest means, allows a train approaching an occupied track to be stopped in good time, regardless of the direction of travel, the speed and the orientation of the vehicles in relation to the direction of travel . The manner in which the train protection device according to the invention is operated is also independent of any stationary system.
The train protection device according to the invention is characterized by a separately excited DC generator driven by the rail vehicle, one pole of which is grounded, while the other pole is connected to the contact piece via a relay winding, the relay contact being in the circle of a safety device.
In the present description, a direct current generator is referred to as an externally excited direct current generator, which uses electromagnets to generate its magnetic field whose excitation current is obtained from an external power source, or a direct current generator that uses permanent magnets to generate its magnetic field.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
Fig. 1 shows schematically the train safety device; 2 to 4 show schematically the electrical circuits and the polarities in different directions of travel; Fig. 5 explains the arrangement of two auxiliary rails with mutually offset interruption points; FIG. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5.
In Fig. 1, 1 denotes one of the two normal and therefore grounded running rails. 2 and 3 mean rail vehicles, which are cars or locomotives of two independent compositions whose collision is to be avoided, and the vehicle 3 is shown in two different positions.
Between the two running rails, the conductor, schematically denoted by 4 and subdivided into individual sections A, B and C and formed, for example, as a third rail, is designated, the individual conductor sections being electrically isolated from one another. This insulation can take place by means of appropriately dimensioned conductor breaks or by means of insulation pieces 5.
Each vehicle has an externally excited DC generator 6 driven by it, wel cher grounded on the one hand via the wheels and the normal running rails 1 and on the other hand verbun via a relay winding 8 with a contact piece 10, which contact piece rolls or slides over the conductor 4, and so on during the movement of the vehicles one after the other with the various ladder sections comes into contact. The contact pieces can be formed out as rolling or sliding contacts.
A safety device 14 is provided in the circuit of the relay contact 12 which, for example, triggers an acoustic or optical signal (if the vehicle is the locomotive, expediently in the driver's cab), or actuates the braking device: Of course, this safety device can be activated in any way be trained in a different way and initiate any safety measures.
If there is a rail vehicle equipped with the relevant A direction alone in one of the areas of one of the conductor sections A-C, the circuit of the generator in question is open, as is the circuit of the safety device. This position is shown in relation to the vehicle 3 in FIG. 1 on the outside right. If this vehicle 3 now enters section B, in which an oncoming vehicle 2 also enters, which can be an oncoming train at the same or different speed, as shown in FIG. 2a, a circuit according to FIG. 2 closes.
This circuit closes via the rail 1, the generator 6, the resistor 16, the relay 8 of the vehicle 2, the conductor section B, the relay 8, the resistor 16, and via the generator of the second vehicle 3 back to earth. The polarities of the voltages supplied by the separately excited generators 6 in vehicles 2 and 3 are opposite because the directions of rotation of these generators are opposite. The generators 6 are thus connected in series and their voltages add up.
The relays 8 in the vehicles are energized, close the circles of the safety device 14, which are thus triggered, and, depending on the design of this Si security device, generate an optical or acoustic signal or, for example, initiate rapid braking.
In Fig. 3a, the vehicle 2 enters section B, in which the vehicle 3 is already located, which can be a vehicle left by the previous train. A circuit is closed, which is shown in FIG. 3, the generator 6 of the vehicle 3 not supplying any voltage. The relays 8 are only excited by the generator 6 in vehicle 2 and close the circuits of the safety devices 14.
In Fig. 4a, the vehicle 2 drives with a Ge speed V2 in the section B, in which the vehicle 3 is already located, which is traveling at a speed V3, where V2> V3, so that a collision could occur.
However, a circuit is closed, which is shown in FIG. 4. The separately excited generators 6 in the two vehicles each deliver a voltage whose polarities are the same, so that these generators are connected in parallel, the voltage supplied by generator 6 in vehicle 2 being greater than that supplied by generator 6 in vehicle 3 is generated because V2> V3. The relays 8 in the two vehicles are excited by the voltage U2-U3 and close the circuits of the safety devices 14.
In this way and by suitable selection of the length of the individual ladder sections in relation to the maximum braking distances, a vehicle entering an already occupied ladder section can be braked in good time and a collision can thus be prevented.
If only a single conductor 4 is laid between the running rails 1, there is a risk that the signal systems will be actuated too late or not at all, namely when the two vehicles meet near an interruption point of this one conductor 4. Then they are on different sections shortly before the collision, so that a closed circuit cannot be created. This can be eliminated by laying two auxiliary rails 4, 4 'between the running rails 1, insulated from one another and supported on insulators 17, and their interruption point offset from one another.
However, each individual piece of rail must then be at least four times the length of the braking section of a train, so that at least twice the braking section is between two successive interruptions on both auxiliary rails. The contact piece 10 can touch both rails 4, 4 'at the same time, or it can run a special roller on each of them.
Instead of a rectifying current generator 6 which uses electromagnets to generate its magnetic field, the energy flow of which is drawn from an external power source, a DC generator can be used which uses permanent magnets to generate its magnetic field. Such a DC generator with permanent magnet excitation can, for. B. come into use for smaller powers, or if the relay contact 12 of the relay 8 is in a circuit of the safety device 14 independent of the direct current generator, which in this case is fed by a battery.
The conductor 4 can be attached to the side of the roadway on masts if necessary and the contact piece 10 must be shaped accordingly in this case.