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Magnetisch gesteuertes Gerät zur Signalübertragung zwischen Fahrzeug
und Strecke Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein magnetisch gesteuertes
Gerät zur Signalübertragung zwischen Fahrzeug und Strecke, in dem ein veränderlicher
Steuerfluß und ein konstanter Kornpensationsfluß wirksam sind. Derartige Geräte
können beispielsweise als magnetische Impulsgeber für Achszählwerke, als Zugschlußmelder
od. dgl. Verwendung finden.
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Für eine Signalübertragung zwischen Fahrzeug und Strecke sind bereits
magnetische Meldegeräte bekannt, die als Meldekriterium die Änderung eines in einem
magnetischen Kreise verlaufenden magnetischen Flusses ausnutzen. Beispielsweise
ist eine magnetische Brückenschaltung bekannt, in deren Brückenzweig ein Anker mit
Kontakten im unbeeinflußten Zustand des Gerätes in einerbestimmten Lage gehalten
wird, dagegen bei Änderung des magnetischen Steuerflusses in diesem Brückenzweig,
z. B. infolge Vorbeifahrt eines Rades, aus der ursprünglichen Lage in die entgegengesetzte
Lage bewegt wird und dadurch eine Meldung abgibt. Derartige Geräte haben aber den
Nachteil, daß sie nicht verschleißfrei arbeiten, da sich die am Anker befindlichen
Kontakte im Laufe der Zeit abnutzen. Außerdem arbeiten diese Geräte infolge ihrer
mechanisch bewegten Teile nur bis zu einer bestimmten Frequenz von aufeinanderfolgenden
Impulsen.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man Geräte entwickelt, bei denen
die magnetischen Impulse den Meldestrom kontaktlos steuern. Derartige Geräte nutzen
den Effekt aus, daß im Eisenkern einer Drossel die Permeabil'ität durch Änderung
der Vormagnetisierung des Eisenkerns der Drossel verändert werden kann. Mit der
Perineabilität ändert sich aber auch die Induktivität und somit der durch die Wicklung
der Drossel fließende Wechselstrom. Da es zur sicheren Auswertung von Impulsen erforderlich
ist, das Verhältnis von dem im Ruhezustand zu dem im Arbeitszustand durch die Wicklung
der Drossel fließenden Wechselstrom möglichst groß zu machen, muß die durch den
magnetischen Impuls erzeugte Vormagnetisierung im Eisenkern der Drossel möglichst
vom Wert Null bis zur Sättigung des Eisenkerns ansteigen. Diese Forderung ist aber
bei den bekannten Geräten, bei denen der Informationsinhalt zweier Meldungen durch
die jeweilige Amplitude eines Wechselstromes gegeben ist, nicht zu erfüllen, da
die hierzu notwendige Änderung des Steuerflusses mit wirtschaftlich vertretbaren
Mitteln nicht erzeugt werden kann. Bei wachsender Frequenz von aufeinanderfolgenden
magnetischen Impulsen wird das Eisen der Drossel nur noch um einen Bruchteil der
maximal möglichen Vormagnetisierung, nicht aber bis zur Sättigung des Kernmaterials,
ausgesteuert, so daß sich auch die Amplitude des durch die Wicklung der Drossel
fließenden Wechselstromes nur wenig ändert und somit kein eindeutiges Meldekriterium
für die Beeinflussung der Drossel darstellt. Ferner entstehen in solchen Geräten
trotz der Lamellierung des Eisenkernes der Drossel Wirbelstromverluste, die den
Eisenkern erwärmen und damit die Ansprechempfindlichkeit des gesamten Gerätes verändern.
Außerdem würde bei einem solchen nach dem Arbeitsstromprinzip arbeitenden Gerät
bei Leitungsbruch beispielsweise dauernd der Freizustand eines Gleisabschnittes
gemeldet.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
im magnetischen beeinflußten Kreis ein nach dem Transfluxorprinzip arbeitendes Bauelement
mit einem Loch für übertragungswicklungen angeordnet ist, wobei im magnetischen
Kreis des Steuerflusses nur ein Teil des übertragungsflußweges, im magnetischen
Kreis des Kompensationsflusses dagegen der gesamte Übertragungsflußweg liegt.- Ein
erfindungsgemäßes Gerät hat gegenüber den bekannten Geräten den Vorteil, daß es
bei der höchstmöglichen Frequenz von aufeinanderfolgenden Impulsen ein eindeutiges
Meldekriterium abgibt; denn durch entsprechende Bemessung des Kompensations-und
Steuerflusses läßt sich dieses Bauelement so einstellen, daß das Gerät schon bei
einer geringen Änderung des Steuerflusses eine Meldung mit entgegengesetztem Informationsinhalt
abgibt. Dieses Verhalten des Gerätes, Meldungen, die aus einander dicht benachbarten
Größen entstanden sind, scharf in »Ja«-»Nein«-Aussagen zu trennen, läßt sich noch
durch bekannte Rückkopplungsschaltungen mit aktiven Bauelementen verstärken. Ferner
hat die erfindungsgemäße Einrichtung den Vorteil, daß sie
nach dem
Ruhestromprinzip arbeitet, so daß ein Bruch bzw. Kurzschluß der Primärwicklung und
/oder der Sekundärwicklung angezeigt wird.
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An Hand der Zeichnung sei der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
erläutert: Das in der Zeichnung dargestellte Bauelement besteht aus einem Material
mit möglichst rechteckförmiger Hysteresekurve. Um das Loch L verläuft der ringförmige
übertragungsflußweg R für die übertragungswicklungen W 1 und W2, die auf
den Jochen J1 und J2 angeordnet sind. Über die Schenkel SK wird der Kompensationsfluß
und über die Schenkel SS der die Übertragung der Impulse von der Wicklung
W 1 auf die Wicklung W 2 steuernde Steuerfluß zugeführt.
Im unbeeinflußten Zustand des Gerätes ergeben sich die in der Zeichnung mit ausgezogenen
Linien dargestellten magnetischen Verhältnisse. Die Übertragung von Impulsen von
der Wicklung W 1 auf die Wicklung W 2 ist dabei möglich. Wird nun beispielsweise
durch ein vorbeilaufendes Rad der über die Schenkel SS zugeführte Steuerfluß
geschwächt, so ergeben sich die mit gestrichelten Linien dargestellten magnetischen
Verhältnisse. Im Joch J1 überwiegt der Kompensationsfluß, wodurch die Übertragung
von Impulsen von der Wicklung W 1
auf die Wicklung W 2 gesperrt ist, da die
Magnetisierungsrichtungen in den Jochen J 1 und J2, bezogen auf den übertragungsflußweg,
in entgegengesetztem Sinn verlaufen. Damit der Steuerfluß nur auf den dafür vorgesehenen
Teil des übertragungsflußweges einwirkt, ist es zweckmäßig, den Kern K so auszubilden,
daß der Weg, längs dessen der Steuerfluß die Magnetisierungsrichtung im übertragungsflußweg
ändern soll, also im Joch J1, klein ist gegenüber dem Weg durch den restlichen (größeren)
Teil des Übertragungsflußweges durch das Joch J2. Der Kompensationsfluß kann beispielsweise
durch an die Schenkel SK angesetzte Polschuhe eines Permanentmagneten erzeugt werden.
Jedoch ist es auch möglich, anstatt eines Permanentmagneten einen Körper aus beliebigem
ferromagnetischen Material mit einer Wicklung zu verwenden, die die nötige Magnetisierung
erzeugt. Entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Gerätes
können die auf die Schenkel SS aufgesetzten Polschuhe unterschiedlich ausgebildet
sein.