DE1455423C3 - - 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 verwcn- Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Transduktor

det werden. als steuerbare Drossel und ein anderer Transduktor

als steuerbarer Transformator ausgebildet sind. Die aus steuerbaren Drosseln aufgebauten Transduktoren können so geschaltet sein, daß deren Impedanz durch einen Steuerstrom veränderbar ist. Fließt kein Steuerstrom, dann ist die Drossel hochohmig, fließt ein Steuerstrom bestimmter Größe, so wird die Drossel niederohmig. Bei dieser Ausbildung entspricht der Transduktor einem Relais mit einem Arbeitskontakt. Da sich dadurch nicht jede Schaltung aufbauen läßt, ist als Ergänzung ein Schaltelement zweckmäßig, das dem Relais mit Ruhekontakt entspricht. wozu der als steuerbare Transformator ausgebildete Transduktor dient, da die Ausgangsspannung dieses steuerbaren Transformators bei einem bestimmten Steuerstrom verschwindet. Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn die Wechselstromwicklungen des steuerbaren Transformators aus Widerstandsdraht bestehen, d. h. einen gegenüber üblichem Wicklungsdraht größeren ohmschen Widerstand aufweisen.

Es empfiehlt sich, der gemeinsamen Steuerwicklung einen Gleichrichter vorzuschalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine schematische Schaltungsanordnung eines mit zwei Kernen bestückten, als steuerbare Drossel dienenden Transduktors,

Fig. 2 (links) das entsprechende Schaltbild und (rechts) das Schaltbild eines entsprechenden in der Eisenbahnsicherungstechnik bisher verwendeten Relais,

F i g. 3 den konstruktiven Aufbau des Transduktors mit der gemeinsamen Steuerwicklung,

F i g. 4 das Schaltbild einer steuerbaren Drossel gemäß der Erfindung mit in Reihe geschalteter Impedanz,

F i g. 5 das Schaltbild eines steuerbaren Transformators gemäß der Erfindung,

F i g. 6 die mit Widerstandsdraht an Stelle eines Vorwiderstandes versehenen Wechselstromwicklungen des steuerbaren Transformators,

F i g. 7 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Schalters mit Ruhekontaktfunktion unter Verwendung einer steuerbaren Drossel und eines steuerbaren Transformators,

F i g. 8 den schematischen Aufbau eines derartigen Schalters und

F i g. 9 (links) den schematischen Aufbau eines statischen Schalters mit zwei Arbeits- und zwei Ruhekontakten und (rechts) das Schaltbild eines entsprechenden Relais.

Gemäß F i g. 1 ist der Transduktor als steuerbare Drossel ausgebildet und mit zwei ferromagnetischen Kernen 1 und 2 versehen, die je eine Arbeitswicklung 3 und 4 tragen; diese können zwischen den Klemmen 5 und 6 in Serie oder parallel geschaltet sein. Je eine weitere Steuerwicklung 7 und 8 pro Kern (Klemmen 9 und 10) dient zum Aussteuern des Transduktors; sie sind in bezug auf die Arbeitswicklungen 3 und 4 gegeneinander geschaltet, so daß an den Klemmen 9 und 10 keine Wechselspannung erscheint, auch wenn an die Klemmen 5 und 6 eine Wechselspannung angelegt wird. Fließt Gleichstrom durch die Steuerwicklungen 7 und 8. dann werden die beiden Kerne I und 2 vormagneüsiert. und die Impedanz zwischen den Klemmen 5 und 6 nimmt gegenüber dem Zustand ohne Steuerstrom ab. Das in der Transduktortcchnik übliche Svmbol für diese Anordnung ist in F i g. 2 dem entsprechenden Relaissymbol der bisherigen Eisenbahnsicherungstechnik gegenübergestellt. Die steuerbare Impedanz liegt beim Transduktor zwischen den Klemmen 13 und 14; beim Relais entsprechen diese Anschlüsse den Klemmen 23 und 24 des Kontaktes. Als Steuereingang des Transduktors dienen die Klemmen 11 und 12 der Steuerwicklung; beim Relais übernimmt die Spule mit den Klemmen 21 und 22 diese Funktion.

ίο Die konstruktiv und wirkungsmäßig verbesserte Ausbildung des Transduktors nach der Erfindung ergibt sich gemäß F i g. 3 dadurch, daß die Steuerwicklung 31 zwischen den Klemmen 37 und 38 um die beiden Kerne 32 und 33 gemeinsam, d. h. gleichsinnig, gewickelt wird. Die Wechselstromwicklung 34 (Klemmen 35 und 36) ist dagegen auf den beiden Kernen 32 und 33 gegensinnig zueinander geschaltet, damit in der Steuerwicklung 31 (Klemmen 37 und 38) keine Wechselspannung induziert wird.

Da die Funktion des Ruhekontaktes eines invertierenden Elementes bedarf, könnte gemäß F i g. 4 die Serienschaltung einer steuerbaren Drossel 41 mit einer vorgegebenen, festen Impedanz 42 dienen. Wird an die Klemmen 43 und 44 eine Wechselspannung angelegt, so tritt eine Wechselspannung annähernd gleicher Größe bei nicht ausgesteuertem Transduktor an den Klemmen 43 und 45 und bei ausgesteuertem Transduktor an den Klemmen 44 und 45 auf. Die Wechselspannung an den Klemmen 43 und 45 übt daher gegenüber dem Fließen des Steuerstromes von der Klemme 46 zur Klemme 47 oder zur Wechselspannung an den Klemmen 44 und 45 die inverse Funktion aus. Ein solches Schaltelement ist aber nicht fehlersicher, denn ein. Kurzschluß zwischen den Klemmen 44 und 45 würde auch dann zu einer Wechselspannung zwischen diesen beiden Klemmen 44 und 45 führen, wenn der Steuerstrom fließt.

Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß der Transduktor nicht als steuerbare Drossel, sondern als steuerbarer Transformator gebaut "wird. Gemäß F i g. 5 trägt der steuerbare Transformator auf jedem seiner beiden Kerne zwei WeehseJstromwicklungen 511 und 541 sowie 521 und 551. Davon wird ein Wicklungspaar (511, 521) und ein Vorwiderstand 53 zwischen den Klemmen 51 und 52 an eine Wechselspannung gelegt. Am zweiten Wicklungspaar (541, 551) mit den Klemmen 54 und 55 kann nur dann eine Wechselspannung auftreten, wenn der Steuerstrom (Klemmen 56 und 57) des Transduktors kleiner ist als ein bestimmter Grenzwert.

Gegenüber Kurzschlüssen über dem Vorwiderstand 53 ist auch dieses Inversionselement nicht unbedingt fehlersicher. Damit auch dieser Nachteil be-

hoben werden kann, bestehen gemäß F i g. 6 die Wechselstromwicklungen 611 und 621 des steuerbaren Transformators zwischen den Klemmen 61 und 62 aus Widerstandsdraht, d. h. ihr ohmscher Widerstand ist wesentlich größer als bei üblichem Wick-

Iungsdraht aus z. B. Kupfer; der Vorwiderstand 53 nach F i g. 5 entfällt dann. Das zweite Wicklungspaar 631, 641 mit den Klemmen 63 und 64 ist in der üblichen Weise ausgeführt. Der Steuerstrom fließt über die Klemmen 65 und 66.

Bei dem kontaktlosen Schalter mit Ruhekontaktfunktion gemäß Fig. 7 dient das in Fig. 6 beschriebene Element durch Anschluß seiner Ausgangsklemmen 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 F i g. 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 Fig.9 mit zwei Arbeitskontakten (Klemmen 981 bis 984) und zwei Ruhekontakten (Klemmen 991 bis 994) zusammen mit dem analogen Relais (Klemmen 98Γ 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)

1 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 aufkennzeichnet, 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 _sj_nd. Erst durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist¹ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemein- die fehlersichere, zwangsläufige Koppelung mehrerer samen Steuerwicklung (956) ein Gleichrichter ao 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- 35 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 ^steiien. 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-

kanht (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 sietfer, 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 50 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- 55 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 kcntaktlosen 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