-
Schaltung zur Übermittlung von Steuerbefehlen, Signalen oder Meldungen
von an beliebiger Stelle eines Zuges angeordneten Befehlsständen an die ebenfalls
an beliebiger Stelle des Zuges laufenden Triebfahrzeuge Der moderne Eisenbahnbetrieb
ist im Zuge der itationalisierung in zunehmendem Maße dazu übergegangen, außer von
einer Lokomotive gezogenen Zügen auch andere Zugformen zu benutzen, z. B. sogenannte
Pendelzüge, d. h. Züge, die von einer Lokomotive nicht nur gezogen, sondern auch
geschoben werden können. Hierdurch wird der Betrieb wesentlich elastischer, da zum
Ausfahren aus Kopfbahnhöfen keine besondere Lokomotive in Reserve gehalten werden
muß. Allgemeine Bestrebungen gehen nun dahin, die Triebfahrzeuge, also Lokomotiven
oder Triebwagen, an beliebiger Stelle des Zuges, sei es vorn, am Ende oder in der
Mitte, einzuordnen, und zwar so, wie es für den Betrieb jeweils am günstigsten ist.
Es ist dabei erforderlich, daß die Rücksichtnahme auf die technischen Erfordernisse
den Betrieb so wenig wie möglich einengt. Die Technik muß also dem Betrieb Mittel
bereitstellen, die eine Fernsteuerung der an beliebiger Stelle eines Zuges eingeordneten
Triebfahrzeuge von dem jeweils führenden Wagen aus gestatten, und sie kann dies
auch.
-
Eine bisherige Teillösung dieser Aufgabe ist die Ausbildung der Steuerung
für Pendelzüge. Leider ergab sich bei der bisherigen Steuerung, die eine große Anzahl
von Leitungen erfordert, die Unannehmlichkeit, daß neben der nötwendigen Ausrüstung
der Lokomotive und der Führerstandwagen auch alle Beiwagen des ferngesteuerten Zuges
als Leitungswagen für den Durchgang der Steuerleitungen eingerichtet sein müssen.
Dies erfordert also einen verhältnismäßig aufwendigen Umbau und Ausbau der Beiwagen;
dieser Ausbau muß, damit der Betrieb wirklich freizügig mit seinem Wagenpark umgehen
kann, die gesamten überhaupt in Frage kommenden Wagen umfassen.
-
Wenn daher eine technische Lösung der gleichen Fernsteuerungsaufgabe
gefunden werden kann, die diesen zusätzlichen Ausbau der Beiwagen nicht erfordert,
so wäre damit dem Betrieb ein Mittel in die Hand gegeben, ohne kostspieligen Umbau
jeden Personenwagen zu verwenden und doch Fernsteuerungsbetrieb durchzuführen.
-
Die in der letzten Zeit stark entwickelte Hochfrequenztechnik könnte
hierzu die Möglichkeit geben, da sie Befehle und Signale bei drahtloser Übertragung
völlig ohne jede Leitung oder mit leitungsgebundener Hochfrequenz über eine einzige
Leitung zii übertragen gestattet.
-
Die Anwendung der drahtlosen Übertragung und der drahtlosen Steuerung
von Triebfahrzeugen erscheint auf den ersten Blick bestechend; jedoch sind einige
Probleme nur schwer lösbar, und zwar: 1. Eine sichere Signal- und Befehlsübertragung
auf drahtlosem Wege bedarf, insbesondere bei kleiner Abstrahlantenne, einer Hochfrequenzenergieform,
die durch geeignete Hilfsmittel in Richtstrahlen ausgestrahlt werden kann. Aus theoretischen
Erwägungen, die durch Versuche betätigt wurden, ergibt sich jedoch die Tatsache,
daß in Tunnels, Einschnitten usw. wegen der gleichen Größenordnung der lichten Weite
der Strecke und der zur Richtstrahlsendung geeigneten Wellenlängen Störungen in
der Wellenausbreitung (stehende Wellen usw.) auftreten, die eine Verwendung der
Richtstrahl-Ultrakurzwellen als unmöglich erscheinen lassen.
-
2. Ein kaum zu beherrschendes Problem bildet die Vermeidung der gegenseitigen
Beeinflussung mehrerer Züge. Da Führerstand und Triebfahrzeug aufeinander abgestimmt
sein müssen, gibt es bei der allein möglichen Ausführung, bei der alle Triebfahrzeuge
und Führerstände auf der gleichen Frequenz arbeiten (damit sie gegeneinander austauschbar
sind), keine Möglichkeit, eine gegenseitige Beeinflusung zu vermeiden.
-
3. Bei der drahtlosen Übertragung ist keine Gewähr dafür gegeben,
daß durch andere Hochfrequenzeinrichtungen (Rundfunk, Telegraphie usw.) Störungen
und äußere Beeinflussungen vermieden werden.
Es sind auch schon
Schaltungen zur Übermittlung von Steuerbefehlen, Signalen oder Meldungen von an
beliebiger Stelle eines Zuges angeordneten Befehlsständen auf die ebenfalls an beliebiger
Stelle des Zuges laufenden Triebfahrzeuge bekannt, bei denen elektrische Schwingungen
vorgegebener Frequenz entsprechend den Steuerbefehlen, Signalen oder Meldungen moduliert
werden. Diese modulierten elektrischen Schwingungen werden hierbei leitungsgebunden
über eine einzige, bereits vorgesehene, durchgekuppelte Leitung von den Befehlsständen
zu den Schalt-, Steuer-, Signalgliedern od. dgl. der Triebfahrzeuge übertragen.
-
Die Modulation der Trägerfrequenzen erfolgt bei den bekannten Schaltungen
nach dem Impulsbildverfahren, bei dem zwar die Befehle entsprechend den Impulsen
ausgeführt, aber bei einer etwa auftretenden Störung nicht zwangläufig rückgängig
gemacht werden können. Sicherungswichtige Befehle - wie z. B. das Einstellen der
Fahrstufen und der Bremsung -müssen aber kraftschlüssig sein, d. h., die Schaltbewegungen
im Triebfahrzeug müssen so lange ausgeführt bleiben, wie der Schaltbefehl aufrechterhalten
wird, und umgekehrt muß der Schaltbefehl so lange gegeben werden, wie die Schaltbewegung
erhalten bleiben soll. Nur so ist die erforderliche Sicherheit zu erreichen, daß
bei Unterbrechung der Befehlsgabe die Schaltbefehle selbsttätig unwirksam werden,
so daß z. B. im Falle einer Störung bei der Fernsteuerung der Antrieb des Triebfahrzeuges
sofort unterbrochen wird. Dies bedeutet für die Frequenzfernsteuerung, daß die gegebenen
Befehle im allgemeinen als Dauerbefehle gegeben werden müssen. Eine Ausnahme bilden
höchstens z. B. die Befehle für die Fahrtrichtung; hier kann eine einmal befohlene
Schaltung so lange aufrechterhalten werden, bis ein Gegenbefehl eintrifft. Die zur
Richtungswendung erforderlichen Signale können also entsprechend den bekannten Schaltungen
als Kurzbefehl durchgegeben werden.
-
Ferner ist es allgemein bekannt, vorhandene Starkstromleitungen zurübertragung
hochfrequenter Steuerströme und nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitende Empfangsglieder
zu benutzen, und zwar sowohl bei elektrischen Netzen als auch im Eisenbahnbetrieb.
So wird z. B. bei Abraumlokomotiven, die nur eine verhältnismäßig kurze Strecke
zu befahren haben, im Braunkohlentagebau eine von einem ortsfesten Befehlsstand
aus zu bedienende Fernsteuereinrichtung vorgesehen, bei der die Steuerbefehle über
den Fahrdraht zur Lokomotive geleitet werden. Eine solche Steuerung ist aber ersichtlich
nur bei einem sehr kleinen, abgetrennten und übersichtlichen Streckennetz und hauptsächlich
für eine einzelne Lokomotive möglich. Bei Reisezügen wird dagegen eine vom Steuerstand
zur Lokomotive durchgekuppelte Signal-oder Lichtstromleitung zur Übertragung der
Steuerbefehle verwendet. Bei den meisten vorhandenen Reisezugwagen ist jedoch eine
solche durchkuppelbare Leitung nicht vorhanden, da der Bedarf für Signalübertragungen
bisher nicht besonders ausgeprägt war und da der Lichtstrom - nicht zuletzt mit
Rücksicht auf die Spannungsempfindlichkeit der elektrischen Lampen - in den einzelnen
Reisezugwagen in einem von der Achse angetriebenen Generator erzeugt und in einer
Wagenbatterie gespeichert wird.
-
Zur kraftschlüssigen Übertragung von Steuerbefehlen mit Hilfe von
Strömen netzfremder vorgegebener Frequenzen über eine vorgesehene durchgekuppelte
Leitung, bei der der vorhandene Wagenpark ohne den Aufwand einer zusätzlichen Ausrüstung
freizügig gegeneinander ausgetauscht werden kann, wird nach der Erfindung die Kombination
folgender Merkmale vorgesehen: a) Die durchgekuppelte Leitung ist die elektrische
Heizleitung.
-
b) Den Steuerbefehlen, Signalen oder Meldungen ist in an sich bekannter
Weise je eine besondere Befehlsfrequenz zugeordnet, die während des Anstehens des
betreffenden Befehles, Signals usw. als Modulationsfrequenz geberseitig einer ständig
erzeugten Trägerfrequenz aufgeprägt wird. Insgesamt können eine oder mehrere Trägerfrequenzen
vorgesehen sein.
-
c) Empfängerseitig sind in an sich bekannter Weise auf die einzelnen
Befehlsfrequenzen abgestimmte Arbeitsstromrelais vorgesehen.
-
Die elektrische Heizleitung ist bei fast allen Reisezugwagen die einzige
vorhandene durchkuppelbare elektrische Leitung, so daß nur diese Leitung die gestellte
Aufgabe lösen kann. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Überwindung eines
Vorurteiles gegen die Verwendung der elektrischen Heizleitung zu diesem Zweck: Bei
eingeschalteter Heizung ist die Heizleitung über die Heizwiderstände nahezu kurzgeschlossen.
So liegt z. B. der Gesamtwiderstand der zueinander parallel geschalteten Heizkörper
eines Zuges bei 2,5 Ohm. Dieser Widerstand ergibt sich aus der nötigen Heizleistung
und der Heizspannung. Als Heizwiderstände dienen Widerstandskörper entweder aus
Blechstreifen oder aus Draht, die keinen sehr großen induktiven Widerstand haben,
so daß ihr »Kurzschlußwiderstand« für Ströme höherer Frequenzen nicht sehr verschieden
ist von dem Wirkwiderstand für den Heizstrom. Andererseits hat die Heizleitung infolge
ihrer Induktivität für den höherfrequenten Strom einen Blindwiderstand, der im Vergleich
zum Wirkwiderstand für den höherfrequenten Strom verhältnismäßig hoch ist. Im Gegensatz
hierzu sind bei gegebenenfalls sonst noch vorhandenen durchgekuppelten Leitungen
eines Zuges deren Belastungswiderstände wesentlich größer, da auf dieser nur wesentlich
kleinere Leistungen übertragen werden müssen. Oft sind diese Widerstände auch die
Primärwicklungen von Transformatoren, die eine verhältnismäßig große Induktivität,
also einen sehr großen Widerstand für den höherfrequenten Strom besitzen. Diese
Unterschiede sind deswegen schwerwiegend, weil es sich beim Erfindungsgegenstand
um das mit einem Dauerstrom arbeitende Arbeitsstromprinzip handelt, bei dem die
Hochfrequenzstromquelle jeweils über längere Zeit belastet ist. Bei dem bekannten,
aber weniger zuverläsigen Impulssteuerbetrieb wäre diese Schwierigkeit etwas leichter,
wenn auch nicht ohne weiteres zu überwinden. Andererseits gestattet gerade die Verwendung
einer mit Befehlsfrequenzen modulierten Trägerfrequenz nach der Erfindung im Gegensatz
zu einer Schaltung mit unmittelbar übertragenen Befehlsfrequenzen eine einfache
Ausregelung des Spannungsabfalles der Steuerspannung entlang der Heizleitung, der
sich aus den dargelegten Gründen auf mehrere Größenordnungen des Spannungswertes
erstrecken kann, indem empfängerseitig ein geregelter Verstärker vorgesehen wird,
der seine Ausgangsspannung
auf einen vorgegebenen Amplitudenwert
der Trägerfrequenz regelt. Im Gegensatz dazu wurde bei allen bisher bekanntgewordenen
Einrichtungen der Grundsatz, daß eine zur Übertragung hochfrequenter Steuerströme
verwendete Starkstromleitung nur mit Starkstromgliedern mit einem verhältnismäßig
hohen induktiven Widerstand, insbesondere mit Transformatorwicklungen, Spulen usw.,
verbunden sein sollte, stets beachtet.
-
In der Regel werden beim Erfindungsgegenstand zwei oder mehrere voneinander
verschiedene Trägerfrequenzen für die Übermittlung der Steuerimpulse einerseits
und für die Übermittlung der Signale bzw. Rückmeldungen andererseits benutzt.
-
Um diesen Steuergedanken zu verwirklichen, muß jedem Steuerimpuls,
jedem Signal oder jeder Meldung eine vorgegebene Befehlsfrequenz zugeordnet sein,
die auf der jeweiligen Geberseite der höheren Trägerfrequenz überlagert und auf
der Empfängerseite wieder ausgesiebt und dem zugehörigen Steuer-oder Rückmeldegerät
zugeführt wird.
-
Zweckmäßig wird dabei Trägerfrequenzen in der Größenordnung von 100
000 oder mehr Hz eine Reihe von den einzelnen Steuerimpulsen, Signalen oder Meldungen
zugeordneten Befehlsfrequenzen in der Größenordung von etwa 10 000 Hz an der Geberseite
überlagert und an der Empfängerseite wieder ausgefiltert.
-
Für eine solche Schaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine
Reihe von Befehlsgebern, von denen jeder eine ihm zugeordnete Befehlsfrequenz erzeugt,
parallel und, vorzugsweise über einen gemeinsamen Verstärker, an einen mit der Trägerfrequenz
gespeisten überlagerer (Modulator) zu schalten, der seinerseits, vorzugsweise über
einen weiteren Verstärker und gegebenenfalls über ein Hochfrequenzfilter, die Heizleitung
speist.
-
Werden mehrere Trägerfrequenzen benutzt, so ist auf der jeweiligen
Geberseite (Befehlsgeber auf dem Steuerstand, Rückmeldegeber auf dem Triebfahrzeug)
zwischen dem überlagerer oder dem zugehörigen Zusatzverstärker einerseits und der
Heizleitung andererseits ein Hochfrequenzfilter vorzusehen, das ankommende fremde
Trägerfrequenzen von den Geberstellen absperrt und auf in dem Steuerstand bzw. dem
Triebfahrzeug vorgesehene Empfangsorgane (Steuerglieder, Rückmelde- oder Signalorgane)
ableitet, In der Regel ist es zweckmäßig, die Heizleitung auch noch als Träger für
eine im Zug vorhandene Hochfrequenztelefonie auszunutzen. Hierzu ist es nur notwendig,
auf dem Steuerstand bzw. dem Triebfahrzeug jeweils zwischen dem Hochfrequenzfilter
und dem zugehörigen überlagerer einen Tiefpaß zur Einspeisung der Hochfrequenztelefonie
vorzusehen.
-
Die empfangenen Hochfrequenzimpulse, die von dem Hochfrequenzfilter
abgeleitet sind, werden alsdann, vorzugsweise über einen Verstärker, einem Detektor
od. dgl. zugeführt, von wo aus die Befehlsfrequenzen einzeln ausgesiebt und auf
die Empfangsorgane (Steuerglieder einerseits, Rückmeldeorgane andererseits) verteilt
werden.
-
Um gegenseitige Beeinflussungen zu vermeiden, sind also die Befehls-
und Rückmeldegeber über einen Hochpaß und ein etwa vorhandener Fernsprechkanal über
einen Tiefpaß an den zugehörigen überlagerer angeschlossen.
-
Zur Trennung der Heizspannung von den Übertragungsgliedern der Trägerfrequenz
muß zwischen die Heizleitung und die Geber- bzw. Empfängeranlage jeweils ein Koppelkondensator
eingeschaltet sein. Dabei ist es zweckmäßig, in Reihe mit jedem Koppelkondensator
mindestens eine Stromsicherung für die volle Betriebsspannung der Heizleitung einzuschalten.
Da die Heizleitung im Sommer nicht, im Winter jedoch bis zu etwa 2,5 Ohm herab belastet
wird, ist zwischen Geber- und Empfängeranlage und dem Koppelkondensator für das
Hochfrequenzsystem ein Ballastwiderstand von etwa 5 Ohm vorzusehen, wodurch verhindert
wird, daß die Ableitung der übertragungsleitung in allzu großen Grenzen schwankt.
In der Regel genügt hierfür ein Verhältnis von 1:2.
-
Weiterhin muß berücksichtigt werden, daß jedes Triebfahrzeug nicht
stets mit der gleichen Seite an den Zug angekuppelt wird. Ferner ist es möglich,
daß ein Triebfahrzeug in der Mitte des Zuges läuft und alsdann Steuerimpulse von
zwei verschiedenen Richtungen empfangen kann. Um daher den Richtungswender je nach
der Herkunftsrichtung des Impulses in der gewünschten Weise zu schalten, muß im
Zuge der durchgehenden Heizleitung eine Hochfrequenzsperre angeordnet und die für
den Richtungswender vorgesehenen Empfangsorgane vor und hinter der Hochfrequenzsperre
müssen an den zugehörigen Steuerorganen vertauscht angeschlossen sein. An Stelle
der Hochfrequenzsperre können auch ein oder mehrere Sperrfilter für die niedrigeren
Impulsfrequenzen vorgesehen sein.
-
Gegebenenfalls sind zwischen der Heizstromquelle und der Heizleitung
Hochfrequenzsperren für die Trägerfrequenzen vorgesehen, damit die Kapazität der
Heizstromquelle nicht störend auf die übertragung einwirkt.
-
Solche Hochfrequenzsperren können z. B. aus einem Hochfrequenztransformator
bestehen, dessen Primärwicklung dem Durchgang für den Heizstrom dient und dessen
Sekundärwicklung in einem entsprechend bemessenen Sperrkreis für die Hochfrequenz
liegt. Hierbei können die Selbstinduktion des Transformators und die Kapazität eines
sekundär eingeschalteten Kondensators auf die Sperrfrequenz abgestimmt sein.
-
Eine weitere Frage ist die Stromversorgung für eine solche Steueranlage.
So ist es z. B. möglich, die Speisung vom Heizstromkreis aus über einen geeigneten
Transformator, insbesondere mit Spannungsregler, und über einen sekundär angeschlossenen
Gleichrichterstromkreis durchzuführen. Ebenso ist es auch möglich, die Steueranlage
entweder von einem Bordnetz für die Beleuchtung und die Hilfsbetriebe, gegebenenfalls
über einen Gleichstrommotor-Wechselstromgenerator-Maschinensatz, oder von einem
durch eine Kraftmaschine angetriebenen Generator zu speisen.
-
Das Grundsätzliche der Fernsteuerung nach der Erfindung besteht darin,
daß die Antriebsanlagen der Triebfahrzeuge sich selbst auf Betriebstüchtigkeit überwachen
und dem Führer des Zuges nur die Tatsache einer Störung melden, und daß alle zum
Fahrbetrieb nötigen Schaltbefehle vom Führerstand aus gegeben werden. Die Schaltbefehle
sind bisher bei den verschiedenen Betriebsarten, nämlich bei Brennkraft- oder elektrischem
Zugbetrieb, nicht ganz gleich. Es ist aber nicht einzusehen, warum die durchaus
nicht unbedingt nötigen Verschiedenheiten bei der Fernsteuerung aufrechterhalten
werden müssen. Die zum Fahrbetrieb nötigen Befehle lassen sich für alle
Betriebsarten
auf einige Grundbefehle zurückführen. Die verschiedenen Maschinenanlagen bei Brennkraft-oder
elektrischem Betrieb müssen dann auf die Befehle entsprechend verschieden ansprechen.
Das Ziel sollte sein, beliebige Triebfahrzeuge - seien es mit Brennkraftmotor oder
mit elektrischer Kraftanlage, seien es Lokomotiven oder Triebwagen - an beliebiger
Stelle eines Zuges von einem »Einheits-Fernsteuerstand« aus zu führen. Dieses Ziel
ist mit der Frequenz-Fernsteuerung zu erreichen. Es wäre sogar ein gemischter Betrieb
möglich, und zwar deswegen, weil zur Verbindung der Befehlsgeber (Führerstand) mit
den Befehlsempfängern (Triebfahrzeuge) und der Befehlsempfänger untereinander keine
zusätzlichen Leitungen benötigt werden, sondern Hochfrequenzsignale benutzt werden.
Hiermit ist einerseits jede Beschränkung durch eine vorhandene Anzahl von Leitungen
gegenstandslos, und außerdem sind »unerlaubte« Verbindungen der Triebfahrzeuge bzw.
ihrer verschiedenen Stromquellen untereinander von selbst vermieden.
-
Die wesentlichen Befehle für die Fernsteuerung von Triebfahrzeugen
sind folgende:
| Gruppe A |
| Richtungswendung »Vorwärts« - »Rückwärts« |
| Gruppe B |
| elektrisch gesteuerte |
| Bremse »Bremsen« - »Lösen« |
| Gruppe C |
| Fahrstufen |
| Gruppe D |
| Vorbereitung bei Dieselbetrieb: |
| »Anlassen« - »Abstellen« |
| bei elektrischem Betrieb: |
| »Bügel hoch« - »Haupt- |
| schalter ein« usw. |
| Gruppe E |
| Hilfssteuerungen wie z. B. für die Pumpen, das |
| Sanden, die Lüfter, die Klingel, |
| das Telefon. |
Von diesen Gruppen können die Gruppen A, B und E für Diesel- und elektrischen Betrieb
übereinstimmend ausgeführt werden. Die Gruppe C unterscheidet sich bisher bei den
verschiedenen Betriebsarten, kann aber auch einheitlich durchgebildet werden. Bei
Gruppe D ist es durch Zuordnung verschiedener Frequenzen zu bestimmten Befehlen
möglich, die entsprechenden Vorbereitungshandlungen durch denselben Befehlsgeber
zu bewirken.
-
Die Wirkungsweise der Fernsteuerung nach der Erfindung sei an Hand
der Blockschemata der Zeichnung kurz erläutert.
-
In dem Blockschema für den Führerstandwagen (Fig. 1) sind als Beispiel
zwölf Befehlsgeber 1 bis 12 angenommen, die jeder für sich - einen Mittelfrequenz-Sender
oder -Generator für etwa 10 000 bis 30 000 Hz - und zwar in genügendem Frequenzabstand
voneinander - darstellen. Die Signale dieser Befehlsgeber, seien es Dauersignale
oder Kurzsignale, «erden verstärkt über einen Verstärker 13 und über einen Hochpaß
14 an den Modulator 15 gegeben. In einem besonderen Trägerfrequenz-Generator 16
wird die Trägerfrequenz des Führerstandwagens (etwa 100 000 Hz) erzeugt.
Auf diese Trägerfrequenz werden dann die zwölf Mittelfrequenzen der Befehlsgeber
1 bis 12 aufmoduliert; die modulierte Trägerfrequenz wird über einen weiteren
Verstärker 1.7, ein Filter 18 und einen Koppelkondensator 19 an die Heizleitung
20 übertragen. Ein besonderer Trägerfrequenz-Generator 16 wird deswegen vorgesehen,
weil der Ausgangsverstärker 17, das Filter 18, die später noch zu erläuternden Sperren
und die entsprechenden Verstärker und Empfangsgeräte auf der Lokomotive nur auf
eine Frequenz abgestimmt werden müssen und somit keine Breitbandverstärker erforderlich
sind.
-
Die Gebeleistung des Telefons 23 wird über eine Gabel 21 und einen
Tiefpaß 22 dem erwähnten Modulator 15 zugeführt, und ihre Tonfrequenz wird
ebenfalls der Trägerfrequenz aufmoduliert.
-
Es sei nun die Ankunft der Signale auf dem Triebfahrzeug in dem entsprechenden
Blockschema (Fig. 2) verfolgt. Die eintreffende modulierte Trägerfrequenz wird über
einen Koppelkondensator 24 abgenommen und über ein Filter 25 und einen Verstärker
26 einem Detektor oder Entmodulator 27 zugeführt. Von hier aus gehen die zwölf Frequenzen
der Befehlsgeber im Frequenzbereich von 10 000 bis 30 000 Hz über einen Hochpaß
28 an die entsprechenden zwölf Auswerter la bis 12a und die Tonfrequenzen des Telefons
23 im Frequenzbereich von 300 bis 5000 Hz über einen Tiefpaß 29 und eine Gabel 30
an den Kopfhörer des Telefons 23 a.
-
In den Blockschemata des Führerstandwagens (Fig. 1) und des Triebfahrzeuges
(Fig. 2) ist auch der umgekehrte Weg dargestellt, den Signale vom Triebfahrzeug
zum Führerstandwagen nehmen. Die Signalgeber 1s und 2s (Fig. 2), die ebenfalls im
Frequenzbereich von 10 000 bis 30 000 Hz arbeiten, geben ihr Signal über einen Verstärker
31 und einen Hochpaß 32 an den Modulator 33. Hier werden diese Signale einer Trägerfrequenz
- Trägerfrequenz-Generator 34 -, die natürlich eine andere Frequenz als die des
Führerstandwagens ist, aufmoduliert. Diese modulierte Trägerfrequenz wird über einen
Verstärker 35 und das Filter 25 über den Koppelkondensator 24 auf die Heizleitung
20 gegeben. Parallel mit den Signalgebern 1s und 2s werden die Tonfrequenzen
des Telefons 23 a über die Gabel 30 und den Tiefpaß 36 an den Modulator 33 gegeben
und gehen weiter den gleichen Weg. Auf dem Führerstandwagen (Fig. 1) werden nun
entsprechend, wie oben beschrieben, die aufmodulierten Signale über einen Verstärker
37 und einen Detektor oder Demodulator 38 herausmoduliert und über einen Hochpaß
39 den Rückmeldern 1 r und 2 r und durch einen Tiefpaß 40 dem Telefon 23 zugeführt.
-
Da die Heizleitung im Sommer nicht, im Winter jedoch bis zu 2,5 Ohm
herab belastet wird, ist am Eingang zu jeder Ankopplung an die Heizleitung
20
je ein Ballastwiderstand 41 bzw. 42 von etwa 5 Ohm vorgesehen.
Hierdurch wird verhindert, daß die Ableitung der Übertragungsleitung in allzu großen
Grenzen schwankt.
-
Auf beiden Seiten der Koppelkondensatoren 19 bzw. 24 sind Sicherungen
44, 45, 46 und 47 vorgesehen, die verhindern, daß selbst bei Beschädigung
eines Koppelkondensators die Heizspannung die Hochfrequenzgeräte beschädigen kann.
-
Die in der Zeichnung dargestellten Elemente sind die in der Hochfrequenztechnik
üblichen und bedürfen keiner besonderen Erläuterung.
In Fig. 3 sind
Vorschläge für die Stromversorgung der Frequenzsteuerung auf dem Führerstandwagen
dargestellt. Für den Fall, daß die Batterie des Führerstandwagens nicht zur Speisung
der Frequenz-Fernsteuerungsanlage benutzt werden kann und nur zur Speisung der Führerstandbeleuchtung
und der Sicherheitsfahrschaltung herangezogen werden soll, kann eine besondere Speisung
vorgesehen werden. Hierzu bietet sich nach Fig.3 die Heizleitung als Trägerleitung
für 162/3 Hz bei 600 bis 1000 Volt an. Durch eine geeignete, aus der Heizleitung
gespeiste Umspanneinrichtung, wie z. B. durch einen Transformator mit gegebenenfalls
nachgeschaltetem Gleichrichter od. dgl., kann jede beliebige Wechsel- oder Gleichspannung
auf dem Führerstandwagen erzeugt und auch die Führerstandheizung gespeist werden.
Da die Heizung je nach der Witterung auf 600, 800 bzw. 1000 V auf der Lokomotive
umgeschaltet werden kann, muß ein Spannungsrelais vorgesehen werden, das z. B. bei
einem Transformator die richtige Transformatoranzapfung für die entsprechende Spannung
wählt.
-
Bei Dieselfahrzeugen nach Fig. 4 kann die Batteriespannung von 110
V Gleichstrom ebenfalls über die Heizleitung auf den Führerstandwagen geleitet und
hier kann gegebenenfalls mit einem Umformer jede beliebige Gleich- oder Wechselspannung
hergestellt werden.
-
In Fig. 5 ist der Anschluß der Heizleitung 20 an den Heiztransformator
48 auf der Lokomotive dargestellt. Dieser muß für die beiden Trägerfrequenzen des
Führerstandwagens und des Triebfahrzeuges mit Sperrkreisen 49 bzw.
50 versehen sein, weil der Heiztransformator 48 in der Regel eine
zu große Kapazität für diese Frequenzen darstellt. Diese Sperrkreise bestehen aus
einfachen eisenlosen Spulen mit einem abstimmbaren Sekundärstromkreis.
-
Nach Fig. 6 ist schließlich die richtige Zuordnung der Fahrtrichtung
einer ferngesteuerten Lokomotive in Abhängigkeit davon dargestellt, von welcher
Richtung aus der Fahrtrichtungsbefehl kommt. In dieser Figur ist auf dem Triebfahrzeug
in der Heizleitung 20 ein einfacher Sperrkreis 51 vorgesehen, so daß
in Abhängigkeit von der Einspeisung des Fahrtrichtungsbefehles die Lokomotive jeweils
die richtige Fahrtrichtung einhält.
-
Vom Befehlsgeber, der sich auf dem Führerstand im Beiwagen befindet,
kann für den Fahrtrichtungsbefehl »Vorwärts« eine bestimmte Befehlsfrequenz und
für den Fahrtrichtungsbefehl »Rückwärts« eine andere Befehlsfrequenz ausgesendet
werden. Auf den Befehl »Vorwärts« sprechen Empfängerglieder an, die durch die Pfeile
1 symbolisiert sind, auf den Befehl »Rückwärts« die durch die Pfeile 2 symbolisierten
Empfängerglieder. In der Zeichnung geben die beiden waagerechten Pfeile die beiden
möglichen Fahrtrichtungen wieder. Befindet sich der Führerstand in der Zeichnung
in Richtung des linken waagerechten Pfeiles und wird der Befehl »Vorwärts« gegeben,
so spricht das durch den linken Pfeil l bezeichnete Empfängerglied an und schaltet
auf die durch den linken waagerechten Pfeil bezeichnete Fahrtrichtung; die Weitergabe
des Befehles an die rechten Empfängerglieder ist durch den Sperrkreis 51 verhindert.
Bei der gleichen Lage des Führerstandes wird beim Befehl »Rückwärts« die entgegengesetzte
Fahrtrichtung durch das mit dem linken Pfeil 2 bezeichnete Empfängerglied geschaltet.
Befindet sich aber der Führerstand auf einem Beiwagen in der Richtung des nach rechts
weisenden waagerechten Pfeiles, so wird beim Befehl »Vorwärts« über das durch den
rechten Pfeil 1 bezeichnete Empfängerglied auf die Fahrtrichtung, die durch den
rechten waagerechten Pfeil bezeichnet ist, geschaltet, während die linken Empfängerglieder
über den Sperrkreis 51 keine Befehle erhalten; beim Befehl »Rückwärts« wird wieder
die entgegengesetzte Fahrtrichtung geschaltet. Bei dieser Schaltung kann der Zug
beliebig zusammengestellt und betrieben werden, ohne daß am Fahrtrichtungswender
des Führerstandes oder der Lokomotive eine Umschaltung erforderlich wird. Dadurch
werden unter anderem Bedienungsfehler vermieden.