DE1455423B2 - Kontaktloser Schalter fur das Eisen bahnsicherungswesen - Google Patents

Description

Lage, die bisher übliche Überwachung durchführen 65 Selbsthaltung oder von polarisierten Relais verhal-

zu können, wenn solche Bauelemente an Stelle von ten.

mit mehreren Kontakten versehenen Relais verwen- Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Transduktor

det werden. als steuerbare Drossel und ein anderer Transduktor

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als steuerbarer Transformator ausgebildet sind. Die nung ist in F i g. 2 dem entsprechenden Relaissymbol aus steuerbaren Drosseln aufgebauten Transduktoren der bisherigen Eisenbahnsicherungstechnik gegenkönnen so geschaltet sein, daß deren Impedanz übergestellt. Die steuerbare Impedanz liegt beim durch einen Steuerstrom veränderbar ist. Fließt kein Transduktor zwischen den Klemmen 13 und 14; Steuerstrom, dann ist die Drossel hochohmig, fließt 5 beim Relais entsprechen diese Anschlüsse den Klemein Steuerstrom bestimmter Größe, so wird die Dros- men 23 und 24 des Kontaktes. Als Steuereingang des sei niederohmig. Bei dieser Ausbildung entspricht Transduktors dienen die Klemmen 11 und 12 der der Transduktor einem Relais mit einem Arbeitskon- Steuerwicklung; beim Relais übernimmt die Spule takt. Da sich dadurch nicht jede Schaltung aufbauen mit den Klemmen 21 und 22 diese Funktion,
läßt, ist als Ergänzung ein Schaltelement zweckmä- io Die konstruktiv und wirkungsmäßig verbesserte ßig, das dem Relais mit Ruhekontakt entspricht, Ausbildung des Transduktors nach der Erfindung erwozu der als steuerbare Transformator ausgebildete gibt sich gemäß F i g. 3 dadurch, daß die Steuerwick-Transduktor dient, da die Ausgangsspannung dieses lung 31 zwischen den Klemmen 37 und 38 um die steuerbaren Transformators bei einem bestimmten beiden Kerne 32 und 33 gemeinsam, d.h. gleichsin-Steuerstrom verschwindet. Dabei ist es auch zweck- 15 nig, gewickelt wird. Die Wechselstromwicklung 34 mäßig, wenn die Wechselstromwicklungen des steu- (Klemmen 35 und 36) ist dagegen auf den beiden erbaren Transformators aus Widerstandsdraht beste- Kernen 32 und 33 gegensinnig zueinander geschaltet, hen, d. h. einen gegenüber üblichem Wicklungsdraht damit in der Steuerwicklung 31 (Klemmen 37 und größeren ohmschen Widerstand aufweisen. , 38) keine Wechselspannung induziert wird.

Es empfiehlt sich, der gemeinsamen Steuerwick-, 20 Da die Funktion des Ruhekontaktes eines invertie-

lung einen Gleichrichter vorzuschalten. renden Elementes bedarf, könnte gemäß F i g. 4 die

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Serienschaltung einer steuerbaren Drossel 41 mit

Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschrei- einer vorgegebenen, festen Impedanz 42 dienen,

bung näher erläutert. Darin zeigen Wird an die Klemmen 43 und 44 eine Wechselspan-

F i g. 1 eine schematische Schaltungsanordnung 35 nung angelegt, so tritt eine Wechselspannung annä-

eines mit zwei Kernen bestückten, als steuerbare hemd gleicher Größe bei nicht ausgesteuertem

Drossel dienenden Transduktors, Transduktor an den Klemmen 43 und 45 und bei

Fig.2 (links) das entsprechende Schaltbild und ausgesteuertem Transduktor an den Klemmen 44

(rechts) das Schaltbild eines entsprechenden in der und 45 auf. Die Wechselspannung an den Klemmen

Eisenbahnsicherungstechnik bisher verwendeten Re- 30 43 und 45 übt daher gegenüber dem Fließen des

lais, Steuerstromes von der Klemme 46 zur Klemme 47

F i g. 3 den konstruktiven Aufbau des Transduk- oder zur Wechselspannung an den Klemmen 44 und

tors mit der gemeinsamen Steuerwicklung, 45 die inverse Funktion aus. Ein solches Schaltele-

F i g. 4 das Schaltbild einer steuerbaren Drossel ment ist aber nicht fehlersicher, denn ein Kurzschluß

gemäß der Erfindung mit in Reihe geschalteter Impe- 35 zwischen den Klemmen 44 und 45 würde auch dann

danz, zu einer Wechselspannung zwischen diesen beiden

Fig.5 das Schaltbild eines steuerbaren Transfor- Klemmen 44 und 45 führen, wenn der Steuerstrom

mators gemäß der Erfindung, fließt.

F i g. 6 die mit Widerstandsdraht an Stelle eines Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß der

Vorwiderstandes versehenen Wechselstromwicklun- 40 Transduktor nicht als steuerbare Drossel, sondern als

gen des steuerbaren Transformators, steuerbarer Transformator gebaut wird. Gemäß

F i g. 7 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen F i g. 5 trägt der steuerbare Transformator auf jedem

Schalters mit Ruhekontaktfunktion unter Verwen- seiner beiden Kerne zwei Wechselstromwicklungen

dung einer steuerbaren Drossel und eines steuerbaren 511 und 541 sowie 521 und -551. Davon wird ein

Transformators, 45 Wicklungspaar (511, -521) und ein Vorwiderstand 53

F i g. 8 den schematischen Aufbau eines derartigen zwischen den Klemmen 51 und 52 an eine Wechsel-Schalters und Spannung gelegt. Am zweiten Wicklungspaar (541,

F i g. 9 (links) den schematischen Aufbau eines 551) mit den Klemmen 54 und 55 kann nur dann statischen Schalters mit zwei Arbeits- und zwei Ru- eine Wechselspannung auftreten, wenn der Steuerhekontakten und (rechts) das Schaltbild eines ent- 50 strom (Klemmen 56 und 57) des Transduktors kleisprechenden Relais. ner ist als ein bestimmter Grenzwert.

Gemäß F i g. 1 ist der Transduktor als steuerbare Gegenüber Kurzschlüssen über dem Vorwider-Drossel ausgebildet und mit zwei ferromagnetischen stand 53 ist auch dieses Inversionselement nicht unKernen 1 und 2 versehen, die je eine Arbeitswick- bedingt fehlersicher. Damit auch dieser Nachteil be-Iung3 und4 tragen; diese können zwischen den 55 hoben werden kann, bestehen gemäß Fig.6 die Klemmen 5 und 6 in Serie oder parallel geschaltet Wechselstromwicklungen 611 und 621 des steuerbasein. Je eine weitere Steuerwicklung 7 und 8 pro ren Transformators zwischen den Klemmen 61 und Kern (Klemmen 9 und 10) dient zum Aussteuern des 62 aus Widerstandsdraht, d. h. ihr ohmscher Wider-Transduktors; sie sind in bezug auf die Arbeitswick- stand ist wesentlich größer als bei üblichem Wicklungen 3 und4 gegeneinander geschaltet, so daß an 60 lungsdraht aus z.B. Kupfer; der Vorwiderstand 53 den Klemmen 9 und 10 keine Wechselspannung er- nach F i g. 5 entfällt dann. Das zweite Wicklungspaar scheint, auch wenn an die Klemmen 5 und 6 eine 631, 641 mit den Klemmen 63 und 64 ist in der übli-Wechselspannung angelegt wird. Fließt Gleichstrom chen Weise ausgeführt. Der Steuerstrom fließt über durch die Steuerwicklungen 7 und 8, dann werden die die Klemmen 65 und 66.

beiden Kerne 1 und 2 vormagnetisiert, und die Impe- 65 Bei dem kontaktlosen Schalter mit Ruhekontaktdanz zwischen den Klemmen 5 und 6 nimmt gegen- funktion gemäß F i g. 7 dient das in F i g. 6 beschrieüber dem Zustand ohne Steuerstrom ab. Das in der bene Element durch Anschluß seiner Ausgangsklem-

Transduktortechnik übliche Symbol für diese Anord- men 73 und 74 über einen Gleichrichter 77 zum

Aussteuern einer steuerbaren Drossel z.B. gemäß Fig.2 mit den Ausgangsklemmen 78 und 79 und den Anschlußklemmen 75 und 76 für den Steuerstrom.

Das Element mit Arbeitskontaktfunktion nach Fig.2 kann mit einem Element mit Ruhekontaktfunktion nach F i g. 7 zwangsläufig gekoppelt werden, indem die Steuerwicklung der steuerbaren Drossel und die Steuerwicklung des steuerbaren Transformators gemeinsam um die ferromagnetischen Kerne 81, 82, 83 und 84 der beiden Transduktoren 870 und 880 gewickelt werden, z.B. wie dies in Fig. 8 erläutert ist. 81 und 82 bedeuten darin die beiden Magnetkerne der steuerbaren Drosselspule, 83 und 84 jene des steuerbaren Transformators. Die Steuerwicklung 85 mit den Anschlüssen 851 und 852 ist so gewickelt, daß sie sowohl die Kerne 81 und 82 der steuerbaren Drossel 870 als auch die Kerne 83 und 84 des steuerbaren Transformators 880 umfaßt. Damit wird für alle Magnetkerne die gleiche. Steuerdurchflutung erzwungen. Die Arbeitswicklungen 86,. 87 und 88 führen zu den Klemmen 861, 862, 871, 872, 881 und 882 und die Sättigungswicklung 89 zu den Klemmen 891 und 892.

Selbstverständlich können auch mehr als nur zwei Transduktoren von einer gemeinsamen Steuerwicklung ausgesteuert werden und kann mehr als ein Transduktor eine Sättigungswicklung aufweisen.

Als Beispiel eines komplizierteren Aufbaues dient das statische Schaltelement gemäß F i g. 9 mit zwei Arbeitskontakten (Klemmen 981 bis 984) und zwei Ruhekontakten (Klemmen 991 bis 994) zusammen mit dem analogen Relais (Klemmen 981' bis 994'). Über die Klemmen 995 und 996 kann eine Selbsthaltewicklung 997 gespeist werden. Bei den zugeordneten Relaiskontakten 993' und 994' ist die Selbsthaltung nicht dargestellt. Da die statischen Schalter mit Wechselstrom betrieben werden müssen, ist der gemeinsamen Steuerwicklung 956 ein Gleichrichter 955 vorgeschaltet, damit auch die Steuergröße ein Wechselstrom sein kann. Für die Steuerspannung dienen die Klemmen 95 und 96, und der Relaisspule entsprechen die Klemmen 95' und 96'. Die Wechselspannung für die Speisung der Transduktoren wird an die Klemmen 91 und 92 angelegt. Die Klemmen 93 und 94 sowie der Gleichrichter 97 entsprechen den analogen Elementen der F i g. 7.

Die Ansprüche 3 bis 5 sind echte Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ι 2 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die BePatentansprüche: triebssicherheit von Schaltern für das Eisenbahnsicherungswesen zu verbessern und deren Herstel-

1. Kontaktloser Schalter für das Eisenbahn- lung zu vereinfachen.

Sicherungswesen unter Verwendung mehrerer 5 Die Erfindung besteht darin, daß mindestens zwei,

Transduktorkerne, die mit Arbeits- und Steuer- gegebenenfalls jeweils mehrere Kerne aufweisende

wicklungen versehen sind, dadurch ge- Transduktoren eine gemeinsame Steuerwicklung auf-

kennzeichnet, daß mindestens zwei, gege- weisen.

benenfalls jeweils mehrere Kerne (81 und 82 Die gemeinsame Steuerwicklung zweier oder meh-

bzw. 83 und 84) aufweisende Transduktoren (870 io _rerer Transduktoren, die im übrigen elektrisch voll-

und 880) eine gemeinsame Steuerwicklung (85 ständig voneinander getrennt sein können, führt

bzw. 956) aufweisen. zwangsweise zu einer gleichen Steuerdurchflutung so-

2. Kontaktloser Schalter mit Ruhekontakt nach _wohl im Normalbetrieb als auch im Störungsfall Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eines Windungs-, Wicklungs- oder Klemmenschlus-Transduktor (870) als steuerbare Drossel und ein 15 ses der Steuerwicklung. Dieser Vorteil ist jedoch anderer Transduktor (880) als steuerbarer Trans- noch nicht erreichbar, wenn die Steuerwicklungen formator ausgebildet sind. verschiedener Transduktoren in Reihe geschaltet

3. Kontaktloser Schalter nach Anspruch 1 sind. Erst durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemein- die fehlersichere, zwangsläufige Koppelung mehrerer samen Steuerwicklung (956) ein Gleichrichter 20 Transduktoren als logische Schaltelemente möglich (955) vorgeschaltet ist. . und kann die Steuerwirkung eines mehrkontaktigen

4. Kontaktloser Schalter nach einem der vor- Relais mit zwangsläufig geführten Ruhe- und Arhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- beitskontakten erreicht werden. Es wird daher sogar net, daß die Kerne (83 und 84) eines der Trans- nicht nur die Aufgabe eines normalen Relais, sonduktoren mit einer Sättigungswicklung (89) ver- 25 dem darüber hinaus die eines speziellen Relais mit sehen sind. zwangsläufig geführten Kontakten gelöst, wie dies im

5. Kontaktloser Schalter nach einem der vor- Eisenbahnsicherungswesen verlangt wird,
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Darüber hinaus ergibt sich ein konstruktiver Vornet, daß die Wechselstromwicklungen des Steuer- teil dadurch, daß die Steuerwicklung sämtlicher bebaren Transformators aus Widerstandsdraht be- 30 treffender Kerne in einem einzigen gleichsinnigen stehen. Wicklungsverfahren hergestellt werden kann. Dies ist

einfacher als die Herstellung einer selbständigen Steuerwicklung für jeden einzelnen Kern und erspart

Wicklungszeit und Wicklungsmaterial. Die gemein-

35 same Steuerwicklung ist auch betriebssicherer, als wenn jeder Transduktorkern mit einer eigenen Steu-

Die Erfindung bezieht sich auf einen kontaktlosen erwicklung versehen wäre. In dem letztgenannten

Schalter für das Eisenbahnsicherungswesen unter Fall müßte nämlich der Steuerstrom noch gar keine

Verwendung mehrerer Transduktorkerne, die mit solche Größe erreichen, daß die Steuerwirkung auf

Arbeits-und Steuerwicklungen versehen sind. 40 dem betreffenden Transduktor ausfiele, wenn eine

Derartige kontaktlose Schalter sind bereits be- der Steuerwicklungen beispielsweise durch einen äu-

< kannt (deutsche Patentschrift 862 623, deutsche Aus- ßeren Einfluß kurzgeschlossen wäre. Eine solche

legeschrift 1120 493 und 1127 390). Hierbei sind die Einrichtung arbeitet daher nicht sichet, ebensowenig

den einzelnen Transduktorkernen zugeordneten wie beispielsweise ein Telefonrelais, bei dem eines

Wicklungen derart in Reihe und/oder parallel ge- 45 der Kontaktpaare verschweißt und ,daher nicht mehr

schaltet, daß sie unter Verwendung von Gleich- arbeitet, obwohl sämtliche übrigen Kontakte so tun,

richterschaltungen als Schalter zur Gleisfreimeldung, als ob alles in Ordnung wäre, und der Fehler daher

als Meldeempfänger und zur Signalüberwachung in nicht sofort erkennbar ist.

Blockanlagen verwendbar sind. Auch die Wirkung Es versteht sich, daß die Transduktorkerne in übli-

von Transduktoren bzw. Magnetverstärkern, mittels 5° eher Weise als Ring- oder Schenkelkerne ausgebildet

verhältnismäßig geringer Leistungen große Leistun- sein können. Das bedeutet, daß ähnliche Kerne, wie

gen steuern zu können, ist seit langem bekannt. sie in der Starkstromtechnik verwendet werden, auch

Im Eisenbahnsicherungswesen ist es von großer für den vorliegenden Anwendungsfall geeignet sind.

Bedeutung, daß jeder auftretende Fehler innerhalb Neben den Arbeitswicklungen können die ferromag-

einer Arbeitsperiode feststellbar ist. Dies ist bei Ver- 35 netischen Transduktorkerne auch zusätzliche Sätti-

wendung von^! Relais mit zwangsläufig geführten gungswicklungen tragen.

Kontakten unter Einbeziehung von Prüfkontakten Die Funktion des erfindungsgemäßen Schalters ist

eines jeden Relais technisch erfüllbar. Der Nachteil analog der eines Relais, jedoch mit den oben er-

solche Kontakte enthaltender Schalter ist jedoch die wähnten Vorteilen. Die gemeinsame Steuerwicklung

erhöhte Störanfälligkeit gegenüber kontaktlosen 60 entspräche der Relaisspule, während steuerbare

Schaltern. Elektronische Bauelemente, wie Dioden Transformatoren bzw. steuerbare Drosselspulen die

mit oder ohne Steuerelektroden, Transistoren od. Wirkung von Kontakten ausüben. Durch zusätzliche

dgl., sind dagegen nur einkontaktige Einrichtungen Sättigungswicklungen läßt sich erreichen, daß sich

und daher ohne besonderen Aufwand nicht in der einzelne Transduktoren wie Kontakte von Relais mit