DE1092064B - Anordnung zur induktiven Nachrichtenuebermittlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur induktiven Nachrichtenübermittlung mittels einer an eine ortsfeste Station angeschlossenen, fest verlegten Leiterschleife, die mit mindestens einer innerhalb ihres Feldes auf einem mit Starkstrom über eine Leitung gespeisten, elektromotorisch angetriebenen Fahrzeug untergebrachten, ortsbeweglichen Gegenstation gekoppelt ist.

Es ist bekannt, Nachrichten mit Hilfe einer Induktionsschleife zu übermitteln, beispielsweise bei Tagungen oder Vorträgen, wobei im Vortragssaal an den Wänden eine Induktionsschleife verlegt ist, die vom Mikrophon des Redners über einen Verstärker gespeist wird. Die Zuhörer sind in diesem Falle mit einem kleinen Hörgerät ausgerüstet, das im wesentliehen aus einer rahmenartigen Spule, einem tragbaren Verstärker, z. B. nach Art eines Schwerhörigengeräts, und einem geeigneten Kopfhörer besteht. Bei dieser Nachrichtenübermittlung wird die Sprechwechselspannung von der fest verlegten Leiterschleife induktiv auf die Eingangsspule des tragbaren Verstärkers übertragen, und der Vorteil einer solchen Anlage besteht darin, daß sich jeder Zuhörer frei im Raum der fest verlegten Leiterschleife bewegen kann. Ähnliche Anlagen werden zum Teil auch in Kinotheatern für Schwerhörige benutzt.

Soll nun eine Nachrichtenübermittlung von einer ortsfesten Station zu einer beweglichen Gegenstation durchgeführt werden, die auf einem vorbestimmten Anordnung zur induktiven Nachrichtenübermittlung

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H., Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Karl-Heinz Thiele, Hannover, ist als Erfinder genannt worden

ferner der Fahrzeugspeisestrom praktisch stets mit kräftigen Oberwellen behaftet ist, wird durch diese Parallelführung eine Einkopplung von Störspannungen in das Nachrichtenübertragungssystem hervorgerufen, die eine Verständigung außerordentlich erschwert oder gar vereitelt.

Eine Anordnung zur induktiven Nachrichtenübermittlung mittels einer an eine ortsfeste Station angeschlossenen, fest verlegten Leiterschleife, die mit mindestens einer innerhalb ihres Feldes auf einem mit Starkstrom über eine Leitung gespeisten, elektromotorisch angetriebenen Fahrzeug untergebrachten ortsbeweglichen Gegenstation gekoppelt ist, läßt sich

Weg ortsbeweglich ist, z. B. bei auf Landstraßen ver- 30 dann anwenden, wenn gemäß der Erfindung dafür ge

kehrenden oder schienengebundenen Fahrzeugen, so hat man bisher für diese Nachrichtenübermittlung eine hochfrequente Trägerwelle benutzt, die aus einer längs des Weges der beweglichen Station ausgedehnten, aus wenigstens zwei im wesentlichen Abstand voneinander geführten Leitern gebildeten Schleife besteht. Nachteilig ist hierbei aber, daß der technische Aufwand sehr hoch ist und die hochfrequente Trägerwelle bei den in Betracht kommenden, verhältnismäßig sorgt wird, daß die im Abstand voneinander parallel zur Starkstromleitung geführten Drähte der festen Induktionsschleife und die zugehörige Schleife bzw. Spule des Fahrzeuges räumlich so gegenüber der Starkstromleitung angeordnet sind, daß sich die Starkstromleitung im Minimum der im wesentlichen übereinstimmenden Richtcharakteristiken von Induktionsschleife und Fahrzeugschleife bzw. -spule befindet, und daß die Drähte der festen Induktionsschleife

großen Entfernungen eine wegabhängige Dämpfung 40 in an sich bekannter Weise in regelmäßigen Abständen

erfährt, die sich nur schwer kompensieren läßt.

Die Anwendung einer induktiven Nachrichtenübermittlung der eingangs erwähnten Art, die ohne Anwendungeiner hochfrequenten Trägerwelle arbeitet, ist aber auch nicht ohne weiteres möglich, wenn es sich bei dem die bewegliche Station enthaltenden Fahrzeug um ein solches handelt, das über eine Oberleitung od. dgl. mit Starkstrom gespeist und mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Hierbei läßt es sich nicht vermeiden, daß die Starkstromoberleitung, die in anderen Fällen auch aus einer neben den Schienen des Fahrzeuges angeordneten Stromschiene bestehen kann, über die gesamte Länge parallel zu den Drähten der festen Induktionsschleife verläuft. Da miteinander gekreuzt sind.

Im wesentlichen besteht also die Erfindung aus der Kombination zweier Merkmale, nämlich

1. der räumlichen Anordnung der Induktionsschleifen gegenüber der Starkstromleitung derart, daß sich die Starkstromleitung im Minimum der Richtcharakteristik der Induktionsschleife befindet und

2. der Maßnahme, die Drähte der festen Induktionsschleife in regelmäßigen Abständen miteinander zu kreuzen.

Nun ist es an sich natürlich bekannt, eine Störspannung dadurch weitgehend unwirksam zu machen, daß man ein mit Richtwirkung ausgerüstetes Empfangsorgan so orientiert, daß sich die Störungsquelle im

009 630/284

3 4

Minimum der Richtcharakteristik befindet. Ebenso ist Fig. 2 einen Längsschnitt durch diesen Stollen mit

es an sich bekannt, zur Störverminderung bei einer einem der Fahrzeuge in der Seitenansicht,

längeren Paralleldrahtleitung die einzelnen Drähte in Fig. 3 das Fahrzeug gemäß Fig. 2 im Grundriß und

regelmäßigen Abständen miteinander zu kreuzen. Fig. 4 ein Schaltbild der gesamten Nachrichtenüber-

Durch die Vereinigung dieser bekannten Elemente 5 mittlungsanordnung.

wird hier aber ein einheitlicher technischer Erfolg Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt herbeigeführt, denn diese beiden Maßnahmen wirken es sich um eine Anordnung zur Nachrichtenübermittnicht unabhängig voneinander. Wird beispielsweise lung zwischen einer Leitstelle am Eingang eines Bergvon dem elektromotorisch angetriebenen Fahrzeug werkstollens und den in diesem Bergwerkstollen vereine Nachricht an die ortsfeste Station gegeben, so ge- ίο kehrenden Grubenlokomotiven. Dabei ist im Stollen 1 langt die auf dem Fahrzeug verstärkte Sprechwechsel- über jedem Gleis 2 je eine Fahrdrahtleitung 3 angespannung in eine Schleife, die so angeordnet ist, daß ordnet, die zur Speisung der auf den Grubenlokomosich die Starkstromspeiseleitung im Minimum ihrer tiven 4 vorgesehenen Elektromotoren dient. Für die Richtcharakteristik befindet. Es gelangt also keine induktive Nachrichtenübermittlung wird hierbei eine Sprechwechselspannung auf die Speiseleitung, wo sie 15 Induktionsschleife verwendet, die aus zwei im Abverlorengehen würde, so daß die Übertragung zur stand voneinander parallel zu den Oberleitungen 3 geortsfesten Station durch diese Maßnahme praktisch führten Drähten 5 besteht. Im dargestellten Ausfühungeschwächt vor sich geht. Andererseits bestünde an rungsbeispiel sind diese Drähte an den zur Aufsich die Möglichkeit einer Übertragung von Störspan- hängung der Fahrdrahtleitungen 3 benutzten Spannnungen aus der Starkstromspeiseleitung auf die eben 20 drähten 6 mittels geeigneter Isolatoren befestigt,
erwähnte Schleife oder auf die Induktionsschleife Aus Fig. 1, 2 und 3 geht ferner hervor, daß jede selbst. Durch die Anordnung der Speiseleitung im Grubenlokomotive 4 mit einer räumlich ausgedehnten Charakteristikminimum wird aber eine solche Stör- Induktionsschleife 7 und einer einen ferromagnespannungsübertragung ebenfalls weitgehend unter- tischen Kern 8 enthaltenden Spule 9 ausgerüstet ist, bunden, so daß sich ein hohes Verhältnis Netzspan- 25 wobei die Schleife 7 für das Senden, die Spule 9 für nung zu Störspannung ergibt. Dieses Verhältnis wird das Empfangen der Nachrichten dient. Da die Starknoch verbessert durch die in regelmäßigen Abständen Stromoberleitung 3 sich in der Mitte über der Grubenerfolgende Kreuzung der Drähte der festen Induk- lokomotive 4 befindet, ist durch die zur Mitte symtionsschleife. metrische Anordnung der Induktionsschleife 7 und

Durch diese Mittel wird also erreicht, daß bei der 30 durch die Anbringung der Spule 9 auf der Mittel-Nachrichtenübermittlung von der ortfesten zur be- achse der Grubenlokomotive sowie die senkrechte weglichen Station und umgekehrt keine ins Gewicht Orientierung ihres Ferritstabes 8 erreicht, daß sich fallenden Störspannungen aus dem Starkstromnetz die Oberleitung im Minimum der Richtcharakteristiauf das Nachrichtenübermittlungssystem übertragen ken sowohl der Schleife als auch der Spule befindet, werden, so daß ein Sprechverkehr mit guter Betriebs- 35 Bezüglich der Richtcharakteristik der fest verlegten sicherheit durchgeführt werden kann. Schleife 5 ist auf folgendes hinzuweisen. Befindet sich

Zweckmäßig ist es, die bewegliche Station mit einer im Stollen 1 nur ein Schienenstrang 2, so ist auch nur

Induktionsschleife zu versehen, die aus einer Spule eine Oberleitung 3 vorgesehen, und die Drähte der In-

mit offenem ferromagnetischem Kern besteht. Als duktionsschleife 5 sind symmetrisch zur Oberleitung 3

ferromagnetischer Kern kann hierbei mit Vorteil ein 40 zu verteilen, damit auch hier eine möglichst weit-

Ferritstab dienen. gehende Ankopplung erzielt wird. Sind aber z. B.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildungsform der nebeneinander zwei Gleise vorgesehen, wie in Fig. 1 Erfindung ist die bewegliche Station sowohl mit einer dargestellt, so befindet sich oberhalb jedes Gleises räumlich ausgedehnten Induktionsschleife als auch mit eine Fahrdrahtleitung 3, und es ist nicht mehr mögeiner einen ferromagnetischen Kern enthaltenden 45 lieh, die Leiter der Schleife 5 symmetrisch zu jedem Spule ausgerüstet, wobei die Schleife für das Senden, Fahrdraht anzuordnen. Eine Möglichkeit der Abhilfe die Spule für das Empfangen der Nachrichten dient. besteht in der Verwendung eines dritten oder zweier Dies ist deswegen vorteilhaft, weil beim Aussenden zusätzlicher Leiter 5, die zwischen den beiden Obereiner Nachricht verhältnismäßig viel Energie zur Ver- leitungen 3 anzubringenn sind. Aber auch eine einfügung steht, so daß hierfür eine" räumlich ausge- 50 fache Schleife gemäß Fig. 1 ist verwendbar, da beide dehnte Schleife verwendet werden kann, die sich nicht Oberleitungen 3 Störspannungen ausstrahlen, die weleicht mit einem ebenso scharfen Minimum der Cha- nigstens in erster Annäherung miteinander identisch rakteristik ausführen läßt wie die für Empfangs- sind, so daß in bezug auf die Störabstrahlung die zwecke benutzte Ferritkernspule. Bei der Empfangs- beiden Oberleitungen 3 als ein gemeinsames Organ spule ist das scharfe Minimum besonders wichtig, da 55 betrachtet werden können, zu dem die Leiter 3 der hier verhältnismäßig wenig Nutzenergie zur Ver- festen Induktionsschleife symmetrisch liegen,
fügung steht. Aus dem Schaltbild Fig. 4 der gesamten Anordnung

Da nicht in allen Fällen ein völliger Ausgleich der zur induktiven Nachrichtenübermittlung geht hervor, auf die fest verlegte Leiterschleife übertragenen Stör- was die Fig. 1 bis 3 nicht erkennen lassen, daß die spannungen durch das Kreuzen der Leiter erzielbar 60 parallel zur Oberleitung geführten Drähte 5 der festen ist, kann es zweckmäßig sein, bei der ortsfesten Induktionsschleife in regelmäßigen Abständen mitein-Station in der Zuleitung der festen Induktionsschleife ander gekreuzt sind. Es hat sich als zweckmäßig erSperrfilter für die hauptsächlich störenden Oberwellen wiesen, zwischen diesen Kreuzungen einen Abstand der Starkstrom-Speisespannung der Fahrzeuge vor- von etwa 50 bis 100 m vorzusehen. Die ortsfeste Leitzusehen. 65 station ist im oberen Teil der Fig. 4 dargestellt, wäh-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der rend der untere Teil die auf dem Fahrzeug vorge-

Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt sehene ortsbewegliche Station darstellt. Dabei ist in

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Bergwerk- diesem Ausführungsbeispiel angenommen, daß die

stollen mit Schienenfahrzeugen, wobei eine Nachrich- beiden Stationen im Wechselverkehr betrieben werden

tenübermittlung nach der Erfindung vorgesehen ist, 70 sollen, und sie sind daher je mit einem entsprechenden

Umschalter 10 bzw. 11 für das Umschalten von Senden auf Empfang und umgekehrt vorgesehen. Dieser Umschalter ist bei der festen Station in der Stellung »Senden« und bei der ortsbeweglichen Station in der Stellung »Empfangen« dargestellt.

Jede der beiden Stationen verfügt über ein Mikrophon 12, einen Hörer oder Lautsprecher 13 und einen Verstärker 14. Außerdem ist bei der ortsfesten Station noch ein Filter 15 für das Aussperren der hauptsächlich störenden Oberwellen vorgesehen.

Wird in der ortsfesten Station das Mikrophon 12 besprochen, so werden die Sprechströme im Verstärker 14 auf eine ausreichende Leistung verstärkt und der festen Induktionsschleife 5 zugeführt. Durch induktive Übertragung gelangen die Sprechströme in die Empfangsspule 9, die am Eingang des Verstärkers 14 der ortsbeweglichen Station liegt, und nach entsprechender Verstärkung in den Lautsprecher 13. Durch die Ausbildung und Anordnung der Empfangsspule 9 ist hierbei sichergestellt, daß die von der Starkstromoberleitung ausgesandten Störfrequenzen praktisch nicht in den Eingang des ortsbeweglichen Verstärkers gelangen können, da sich der Fahrdraht im Minimum der Empfangscharakteristik befindet. Die Leiter 5, die sich seitlich neben dem Fahrdraht befinden, liegen unter diesen Umständen nicht mehr im Minimum der Charakteristik, und daher werden die Sprechströme ohne nennenswerte Schwächung aufgenommen.

Werden beide Stationen durch Betätigung der Umschalter 10 bzw. 11 auf Gegenverkehr geschaltet und das Mikrophon 12 der ortsbeweglichen Station besprochen, so gelangen die im Verstärker 14 verstärkten Sprechströme auf die räumlich ausgedehnte Induktionsschleife 7. Diese überträgt die Sprechströme induktiv auf die fest verlegte Leiterschleife 5, von wo aus sie über das Sperrfilter 15 an den Verstärkereingang der Leitstelle gelangen, der ausgangsseitig auf den Lautsprecher 13 geschaltet ist. Bei dieser Verkehrsrichtung ist eine Übertragung der Oberleitungs-S tor spannungen auf die Induktionsschleife 5 dadurch sehr erschwert, daß die Schleife symmetrisch zur Oberleitung angebracht ist, dies also im Minimum der Schleifencharakteristik liegt. Außerdem werden Reste der Störspannung, die doch noch auf die Drähte der Leiterschleife gelangen können, durch das mehrfache Kreuzen kompensiert, und schließlich sorgt noch das Sperrfilter 15 dafür, daß der Eingang des ortsfesten Verstärkers 14 weitgehend frei von Resten der Störspannung bleibt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur induktiven Nachrichtenübermittlung mittels einer an eine ortsfeste Station angeschlossenen, fest verlegten Leiterschleife, die mit mindestens einer innerhalb ihres Feldes auf einem mit Starkstrom über eine Leitung gespeisten, elektromotorisch angetriebenen Fahrzeug untergebrachten ortsbeweglichen Gegenstation gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand voneinander parallel zur Starkstromleitung (3) geführten Drähte (5) der festen Induktionsschleife und die zugehörige Schleife (7) bzw. Spule des Fahrzeugs (4) räumlich so gegenüber der Starkstromleitung angeordnet sind, daß sich die Starkstromleitung im Minimum der im wesentlichen übereinstimmenden Richtcharakteristiken von Induktionsschleife und Fahrzeugschleife bzw. -spule befindet, und daß die Drähte der festen Induktionsschleife in an sich bekannter Weise in regelmäßigen Abständen miteinander gekreuzt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Station mit einer Induktionsschleife versehen ist, die aus einer Spule (9) mit offenem ferromagnetischem Kern (8) besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als ferromagnetischer Kern der Induktionsspule ein Ferritstab (8) dient.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Station sowohl mit einer räumlich ausgedehnten Induktionsschleife (7) als auch mit einer einen ferromagnetischen Kern (8) enthaltenden Spule (9) ausgerüstet ist, wobei die Schleife für das Senden, die Spule für das Empfangen der Nachrichten dient.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ortsfesten Station in der Zuleitung der festen Induktionsschleife (5) Sperrfilter (15) für die hauptsächlich störenden Oberwellen der Starkstrom-Speisespannung der Fahrzeuge (4) liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 290 397, 963 244;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 042 660;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 709 950;
I. Wal lot, »Theorie der Schwachstromtechnik«, 1943, S. 270.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 630/284 10.60