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Elektrischer Steuerkreis fÜr Schienenwege Die Erfindung betrifft einen
elektrischen Steuerkreis für- Schienenwege, mit einem Geber in Form einer über einen
Regelwiderstand an die Schienen angeschlos,senen Stromquelle, sowie einem steuerbaren
Empfängerorgan,-z.B. ein polarisiertes Relais, das, gegebenenfalls unter Zwische-nschaltung
eines weiteren Regelwiderstandes, an die Schienen angeschlossen ist.
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Solche Steuerkreise werden bei niohtelektrifizierten Schienenwegen
verwendet und ermöglichen eine erste
Stellung des steuerbaren Organes,
wenn auf dem zwischen diesem und dem Geber liegenden Abschnitt des Schienenweges
kein Zug fährt, während das steuerbare Organ eine zweite Stellung einnimmt, wenn
ein Zug fährt.
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Im ersteren Fall wird das steuerbare Organ von der Stromquelle'Über
die Schienen gespeist, während diese im letzteren Fall überbrückt sind.
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Durch die derzeit vorwiegende Zugbeheizung mit elektrischer Energie
ist insbesondere bei Diesellokomotiven eine umfangreiche elektrische Ausrüstung
erf orderlich, um die Beheizung der Wagen zu gewährleisten. Die Heizenergie wird
den einzelnen Wagen einerseits über ein Kabel sowie andererseits durch Masseleitung,
teils Über die Wagenkupplungen, teils über die Räder via Schienen, zugeleitet, Der
die Schienen durchfließende Heizstrom verursacht bei StÖrungen,beispielsweise Schienenbruch,
infolge des Schleifenwiderstandes eine Differenzspanhung zwischen den Schienen,
Da diese Spannung meist höher-ist als die Anzugsspannung der als steuerbare Organe
für Schienenstromkräise allgemein üblichen Relais, sind diese unter solchen Bedingungen
nicht mehr verwendbar.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Steuerkreis
der eingangs definierten Art zu
schaffen, der gegen Störspannungen
unempfindlich ist.
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D ies wird dadurch erreicht, daß der Geber ein die Speisespannung
der Stromquelle periodisch unterbrechendes Organ aufweist". und daß dem Empfängerorgan
eine Entschlüsselungseinrichtung vorgeschaltet ist.
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Durch die Kombination eines Multivibrators mit einer Entschlüsselungsvorrichtung
werden gleichzeitig von den Schienen selbst ausgehende Dauersignale sowie sonstige
Störspannungen ausgesiebt, und auch Unterbrechungen der Schienen oder deren Verbindungsleitungen
kÖnnen keine Fehlanzeige des Empfängerorganes hervorrufen.
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J9Juem von.der Schiene kommenden Dauersignal, beispielsweise der Heizstrom
einer Diesellokomotivewird nicht. auf das Relais äbertragen, da sich J#x Steuerkreis
2in Gleichgewicht einstellt.
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Die Erfindung betri£ft außerdem einen automatischen Steuerblook"der
eine-Vielzahl von hintereinandergeschalteten Kreisen aufweist, von denen minbstens
einige von der oben beschriebenen Art sind und die vorzugsweise abwechselnd
gegensinnig gepolt sind.
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Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben.
In dieser zeigen:
Figi 1 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßein
ßteuerkreises,- und Fig. 2 ein Blockschaltbild mehrerer aufeinanderfolgender Steüerkreise
gemäß Fig. 1.
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Ein Steuerkreis nach der Erfindung ken-n gemäß Fig. 1
durch
vier Punkte a, b, c, d begrenzt sein, von welchen je zwei auf einer
der Schienen r,1, r2 eines Strangabschnittes liegen. An Eiemmen Pl .F 2 der.Schienen
rj, r2 ist über einen Regelwiderstand R ein Geber angeschlossen, der durch eine
Stromquelle, beispielsweise Gleichstrom#: batterie B, und ein deren Speisespannung
periodisch überbrückendes Organ M gebildet ist. Dieses kann gemäß Vig.1 ein
Plultivibrator mit astabiler Kippschaltung sein. Der Multivibrator X weist
in an sich bekannter Weise zwei Transistoren T 2 , Tj, zwei Kondensatoren
1 11 L 2 und Widerstände Pli, % , R3, R4, R5 und R6 auf. Sobald.beispielsweise
der Transistor T 1 leitend-wird, entlädt sich der Kondensator L2 über die
Basis-des Transistors T 1 und über die Widerstände R und R , während
durch den Kondensator 2 5
L 1 der positive Anstieg,der Kollektorspannung
des Transistors Ti auf die Basis des Transistors T2 übertragen wird, so daß dieser
gesperrt bleibt. Inzwischen lädt sich der Kondensator L 1 über den Widerstand
Ry den Transistor T und den Widerstand R, auf, wodurch die Basis des Transistors
T, schließlich ein solches negatives Potential
.erhält, daß dieser
leitend wird. Dadurch blockiert dann der Transkstor Ti und so weiter. Die Spannungsänderungenerfolgen
sehr schnell nach einer Rechteckkurve, deren Frequenz von der Zeitkonstante der
RO--Rückkopplungsglieder abhängt. Das am Emitter des Transistors T 2 abgenommene
Signal steuert über einen Transistor T 3 einen Schalttransistor T 4« Die
in die Schienen r 11 r2 eingespeisten rechteckförmigen Signale dienen zum
Steuern eines Empfängerorganes, beispielsweise eines Relais RV. Dieses ist bei
F 3 und 24 an die Schienen r 1, r2 angeschlossen. Dem Relais RV ist
eine Entschlüsselung.svorrichtung D vorgeschaltet. Diese weist nacheinander
einen elektronischen Schalter und einen Resonanzkreis auf. Der elektronische Schalter
besteht aus einem Transistor T Widerständen R R einer Diode 51 181
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DI sowie einem Kondensator 0,. Der Resonanzkreis weist einen abgestimmten
Transformator TR mit-zwei Sekundärkreisen auf, von welchen der erste über einen
Kondensa tor 02 geschlossen und der. zweite Über einen Zweiweggleichrichter mit
zwei Dioden D D das Relais speist-.
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Die Entschlüsselungsvorrichtung arbeitet wie-folgt: Werden
die Eingangsklemmen der.Entschlüsselungsvorrichtung D durch ein Signal geeigneter
Polarität angesteuert, so lädt sich der Kondensator 0 1 auf,und die Basis
des Transistors T wird positiver als dessen Emitter.-Der 5
Transistor
sperrt daher und der elektronische.Schalter ist geöffnet. eei einer Ünterbrechung
des Steuersignals wird über die Widerstände R8, R 9 das Potential des negativen
Poles d es Kondensators 0 1 an die Basis des Transistors
T, gelegt und dieser leitend geschaltet,bzw. der elektronische Schalter geschlossen.
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Die im Kondensator 0 1 gespeicherte Energie erregt den Resonanzkreis,
bis ein neues Steuersignal den elektronischen Schalter abermals öffnet. Dann entlädt
sich der Kondensator 0 1 und der Resonanzkreis schwingt mit der Eigenfrequenz.
Für eine maximale Energieübertra-gung ist es also.notwendig, daß diese Eigenfrequenz
der vom Geber kommenden Steuerfrequenz entspricht.
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Der in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Kreis
kann, wie in Fig. 2 dargestellt, zu einem automatischen Steuerblock erweitert
werden, indem mehrere gleiche Kreise Ovil ov 21 ov 3# . *0**' oVn hintereinandergeschaltet
werden. Jeder Kreis weist eine Steuereinheit mit einer eigenen Batterie B, einem
Multivibrator M und einem Regelwiderstand R sowie eine Entschlüsselungsvorrichtung
D mit einem nachgeschalteten Relais RV auf. Die aufeinanderfolgenden Kreise
sind abwechselnd gegensinnig gepolt, d.h., daß z,B« die aufeinanderfolgenden Abschnitte
der Schiene r über die positive Klemme der Batterie B des Kreises OV
dann
von der negativen Klemme der Batterie B des Kreises 0V2, dann wieder von
der positiven Klemme der Batterie des Kreises OV und so weiter gespeist werden,
Die Arbeitsweise der Kreise und des automatischen Steuerblockes ist wie folgt: vorausgesetzt,
daß der Steuerkreis richtig gepolt ist und kein Zug auf dem entsprechenden Abschnitt
fährt., wird der Schalttransistor T4 so eingeregelt, daß er bei minimaler Belastung,
d.h. dem elindestwiderstand zwischen den'Schienen r 1 und r. unter Berücksichtigung
des Steuerkreiswiderstandes an der Sättigungsgrenze der Kennlinie arbeitet. Die
in die Schienen eingespeiste Spannung bleibt daher auch bei unendlich großem Belastungswiderstand
wesentlichen konetantt Diese Spannung wird über dießchienen rj" r2 der F..,utschlüsselungsv«ormichtung
D zugeführt, die entschlüsselt und, das Relais RV steuert.
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Befindet-sich auf' dem betreffenden Schienenabschnitt jedoch in Zug,
so arbeitet der Transistor T4 durch die Schienenüberbrückung im Regelbereich der
Kennlinie. Dadurch wird die in die Schienen rl, r2 eingespeiste Spannung geringer
und das entsprechende Relais RV spricht nicht an.
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Beim Durc#nbrennen einer Schienenverbindung werden die .Signale umgekehrt.
Der Kondensator 0 1 lädt sich nicht waf, und es findet keine Energieübertragung
statt.
Sonstige Störspannungen bleiben ohne Einfluß auf das Relais
RV9 da sie nicht der Eigenfrequenz des Resoganzkreises entsprechen.
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Sämtliche der Beschreibung und der Zeichnung entnehmbaren Merkmale
können auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.