DE1124539B - Mit Impulsen zweifacher Polaritaet arbeitender Gleisstromkreis - Google Patents

Description

• Mit Impulsen zweifacher Polarität arbeitender Gleisstromkreis Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Impulsen zweifacher Polarität arbeitenden Gleisstromkreis mit einem Gleisrelais, das einen Magnetkreis mit drei Schenkeln aufweist, von denen zwei durch ein Magnetjoch überbrückt sind und mehrere Spulen tragen, die über eine aus Gleichrichtern und Kondensatoren bestehende Energiespeicheranordnung erregt werden, der die Impulse zugeführt werden.
• Es ist bereits ein mit Impulsen arbeitender Gleisstromkreis dieser Art vorgeschlagen worden, bei dem jeder der beiden überbrückten Schenkel zwei Spulen mit ungleicher Windungszahl trägt, von denen jeweils zwei auf verschiedenen Schenkeln liegende Spulen so in Serie geschaltet sind, daß die Durchflutungen der auf den gleichen Schenkeln liegenden Spulen gegensinnig wirken, während der Energiespeicher eine Netzschaltung ist, die zwei in Serie geschaltete Gleichrichter, zwei in Serie geschaltete Kondensatoren und einen den gemeinsamen Punkt der Gleichrichter mit dem gemeinsamen Punkt der Kondensatoren verbindenden Widerstand enthält, so daß die Kondensatoren unter ungleichen frequenzabhängigen Bedingungen durch die empfangenen Impulse aufgeladen werden; die Spulen des Gleisrelais sind so mit dem Energiespeicher verbunden, daß jeder der durch die Impulsfrequenz bestimmten Entladeströme der beiden Kondensatoren über eines der in Serie geschalteten Spulenpaare fließt.
• Durch diese Maßnahmen werden die Störungen verhindert, welche durch Störwechselströme verursacht werden können, deren Frequenz von der normalen Frequenz der Impulse verschieden ist.
• Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung ein Gleisstromkreis, der mit Impulsen arbeitet, von denen jeder zwei Spannungsspitzen von entgegengesetzten Polaritäten aufweist, welche so ausgenutzt werden, daß das Gleisstromrelais nicht mehr bei einer bestimmten Frequenz, sondern nur bei einem bestimmten Wert des Verhältnisses der Amplituden der beiden Spannungsspitzen angezogen wird.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Energiespeicheranordnung aus zwei getrennten Stromkreisen besteht, von denen jeder wenigstens einen Gleichrichter und einen Kondensator enthält, daß die Gleichrichter so gepolt sind, daß der eine Kreis die Impulse der einen Polarität und der andere Kreis die Impulse der anderen Polarität empfängt, und daß die Speisung der Spulen des Gleisrelais so erfolgt, daß sein Anker nur für einen bestimmten Wert des Verhältnisses zwischen den Amplituden der positiven und negativen Impulse angezogen bleibt. Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß unter normalen Betriebsbedingungen das Amplitudenverhältnis der Spannungsspitzen von Impulsen mit zweifacher Polarität trotz der während der Fortpflanzung der Impulse auftretenden Dämpfung im Gleisstromkreis angenähert konstant bleibt, aber durch Störströme beeinflußt wird. Bei dem gemäß der Erfindung ausgeführten Gleisstromkreis werden alle Betriebsstörungen beseitigt, die von sinusförmigen oder nicht sinusförmigen Störwechselströmen beliebiger Frequenz sowie von beliebigen Wirkungen der benachbarten Gleisstromkreise, von »verbrannten« Isolierstößen und von Schienenbrüchen herrühren können.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 schematisch die Form eines Impulses mit zweifacher Polarität und Fig. 2 ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen Gleisstromkreises.
• Die allgemeine Form der verwendeten periodischen Spannungsimpulse ist in Fig. 1 dargestellt. Jeder Impuls hat eine »positive« Spitze mit der Amplitude P, auf die eine »negative« Spitze mit einer kleineren Amplitude N folgt. Der Zeitraum zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen ist gleich T.
• In Fig. 2 sieht man mehrere benachbarte Blockstrecken 1, 2 und 3. Diese Blockstrecken sind durch Isolierstöße 17a getrennt und miteinander durch induktive Verbindungen 4 und 5 an sich bekannter Bauart verbunden. Die linke Spule der induktiven Verbindung 5 ist mit einer Eingangswicklung 6 gekoppelt, welche durch einen entsprechenden Impulsgenerator 7 gespeist wird: Die Impulse entsprechen der Fig. 1, d. h., sie weisen je einer positive Halbwelle P und eine kleinere negative Halbwelle N auf, wobei das Amplitudenverhältnis P/N einen bestimmten geeigneten Wert hat, welcher z. B. 4 beträgt.
• Nach Durchlaufen der Schienen 2, wobei gegebenenfalls eine gewisse Dämpfung auftritt, induzieren diese Impulse in einer Empfangsspule 8 mit einer regelbaren Zwischenklemme 8A Sekundärströme, welche durch drei Drähte auf eine Energiespeicheranordnung mit zwei Stromkreisen übertragen werden.
• Der erste dieser Stromkreise wird von dem oberen Teil der Spule 8 gespeist. Er enthält einen Gleichrichter 9, welcher so geschaltet ist, daß er die Ströme der positiven Spitzen P durchläßt, und einen von diesen positiven Spitzen aufgeladenen Kondensator 11. Der zweite Stromkreis wird von dem unteren Teil der Spule 8 gespeist und enthält am Eingang einen Kopplungskondensator 13 mit vier getrennten Klemmen, einen regelbaren Widerstand 14, einen Gleichrichter 10, welcher so geschaltet ist, daß er die Ströme der negativen Spitzen N durchläßt, und einen durch diese negativen Spitzen aufgeladenen Kondensator 12.
• Offenbar hängen die an den Klemmen der Kondensatoren 11 und 12 auftretenden Spannungen von mehreren Faktoren ab, insbesondere von der Lage der mittleren Klemme 8A, dem Widerstand 14 und den Werten der benutzten Kapazitäten, so daß das Verhältnis zwischen- diesen beiden Spannungen beliebig verändert werden kann.
• Die beiden Kondensatoren 11 und 12 entladen sich langsam über mehrere Spulen eines Gleisrelais R besonderer Ausbildung. Dieses Relais weist einen Anker 16 auf, welcher mit einem dreischenkligen Magnetkreis 15 zusammenwirkt. Zwei dieser Schenkel sind miteinander durch eine in der Nähe des Ankers 16 angeordnete magnetische Brücke 15A vereinigt. Auf den beiden durch diese Brücke 15A vereinigten Schenkeln sind in der angegebenen Weise drei Spulen 17, 18 und 19 angeordnet. Die Windungszahl der Spule 17 ist größer als die der Spule 18, welche mit dem ersten Stromkreis verbunden und mit der Spule 17 in Reihe geschaltet ist, und die Amperewindungen der Spule 18 sind denen der mit dem zweiten Stromkreis verbundenen Spule 19 entgegengesetzt. Dies hat zur Folge, daß die magnetomotorische Kraft des Mittelschenkels des Magnetkreises 15 zu der Differenz der Amperewindungen von 19 und 18 proportional ist.
• Durch eine geeignete Einstellung des Verhältnisses der die Kondensatoren 11 und 12 aufladenden Spannungen sowie durch eine zweckmäßige Wahl der drei Spulen. 17, 18 und 19 des Relais R und seines Magnetkreises 15 kann man den mittleren Entladeströmen ii und i2 geeignete Werte geben, welche den Spulen 17; 18 sowie der Spule 19 von den Kondensatoren 11 und 12 geliefert werden. Diese Werte von ü und i2 sind normalerweise so beschaffen, daß die Amperewindungen der Spule 17 gleich der Differenz der Amperewindungen der Spulen 19 und 18 sind und daß die in den beiden bewickelten Schenkeln des Magnetkreises 15 auftretenden gleichen Flüsse in bezug auf den Anker 16 gleichsinnig sind. Wenn diese beiden magnetischen Gleichgewichtsbedingungen erfüllt sind, ist der Fluß in der Brücke 15A Null, und ein resultierender Fluß genügender Größe fließt parallel durch die beiden bewickelten Schenkel von 15 und den Anker 16, so daß dieser angezogen bleibt. Diese magnetischen Gleichgewichtsbedingungen bleiben jedoch nur für ein gegebenes Verhältnis P/N der positiven und negativen Impulse aufrechterhalten.
• Wenn dagegen dieses Verhältnis durch irgendeine ungewünschte Wirkung verändert wird, ändern sich die Mittelwerte der Ströme il und i2 ebenfalls, das magnetische Gleichgewicht wird gestört, ein bedeutender Fluß tritt in der Brücke 15A auf, der den Anker 16 durchsetzende Fluß nimmt stark ab, und der Anker 16 fällt ab.
• Es zeigt sich nun, daß jede Anomalie oder Störung dieses Verhältnis P/N verändert. So bewirkt ein Schienenbruch, welcher den Impedanzen der beiden Schienenstränge sehr verschiedene Werte gibt, da in diese der Widerstand der Schotterung mit eingeht, das sofortige Abfallen des Gleisrelais R.
• Wenn in dem Gleisstromkreis Impulse mit einem umgekehrten Verhältnis PIN auftreten, welche z. B. von einem benachbarten Gleisstromkreis herrühren und über die Sahotterung oder einen fehlerhaften Isolierstoß fließen, ändern sich die Ströme il und i2 ebenfalls, und das Gleisrelais R fällt ab.
• Das gleiche ist der Fall, wenn ein beliebiger Wechselstrom, bei welchem das Verhältnis P/N gleich Eins ist, in den Gleichstromkreis gelangt, sowie wenn einer der Teile 8 bis 14 und 17 bis 19 einen beliebigen Fehler aufweist. Hierzu ist zu bemerken, daß die vier getrennten Klemmen des Kopplungskondensators 13 so angeordnet und verbunden sind, daß jede Beschädigung seiner Verbindungen sowie die Unterbrechung eines seiner Beläge den Abfall des Gleisrelais bewirkt. Hierdurch wird offenbar eine vollständige Sicherheit erhalten. Es ist ferner zu bemerken, daß die Störungen nur das Abfallen des Relais R bewirken, wenn eine bestimmte Empfindlichkeitsschwelle überschritten wird; welche durch die entsprechende Bemessung und Einstellung der verschiedenen Teile der beschriebenen Stromkreise zweckmäßig gewählt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit Impulsen zweifacher Polarität arbeitender Gleisstromkreis mit einem Gleisrelais, das einen Magnetkreis mit drei Schenkeln aufweist, von denen zwei durch ein Magnetjoch überbrückt sind und mehrere Spulen tragen, die über eine aus Gleichrichtern und Kondensatoren bestehenden Energiespeicheranordnung erregt werden, der die Impulse zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicheranordnung aus zwei getrennten Stromkreisen besteht, von denen jeder wenigstens einen Gleichrichter (9, 10) und einen Kondensator (11, 12) enthält, daß die Gleichrichter so gepolt sind, daß der eine Kreis die Impulse der einen Polarität und der andere Kreis die Impulse der anderen Polarität empfängt, und daß die Speisung der Spulen (17, 18; 19) des Gleisrelais so erfolgt, daß sein Anker (16) nur für einen bestimmten Wert des Verhältnisses (P!N) zwischen den Amplituden der positiven und negativen Impulse angezogen bleibt. 2. Gleisstromkreis gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stromkreise der Energiespeicheranordnung mit einer Ausgangsspule (8) des Gleisstromkreises verbunden sind, welche eine regelbare Zwischenanzapfung (8A) aufweist. 3. Gleisstromkreis gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Stromkreise einen Kopplungskondensator (13) mit vier Klemmen aufweist, welche so angeordnet sind, daß ein beliebiger Fehler des Kondensators oder seiner vier Verbindungen das Abfallen des Relais bewirkt. 4. Gleisstromkreis gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Stromkreise einen regelbaren Widerstand (14) enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Patent Nr. 1091147.