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Magnet-Schienenschalter Magnet-Schienenschalter sind in verschiedenen
Ausführungsformen bekannt, insbes. sind solche bekannt mit im Bereich der Schiene
angeordnetem Permanent-Magneten und zugeordneter, z.B. aufgewickelter Induktionsspule
sowie nachgeordneter Schalteinrichtung. Bei den bekannten Magnet-Schienenschaltern
dieser Art ist der Permanent-Magnet als offener Permanent-Magnet mit aufgewickelter
Induktionsspule ausgeführt. Der Induktionsspule ist über einen Gleichrichter und
einen Parallelkondensator ein Relais nachgeschaltet. Das ist zumindest für den Eisenbahnbetrieb
nachteilig. Um ein Relais ansprechen zu lassen, ist wegen der niedrigen Geschwindigkeiten
eines Eisenbahnzuges eine relativ hohe Energie erforderlich. Das bedingt, daB dieser
Magnet-Schienenschalter stark auf geringe Magnetfeldänderungen reagiert. Bei elektrisch
betriebenen Eisenbahnstrecken bringt
dieses große Nachteile mit
sich. Da der Rückstrom des Fahrbetriebes über die Schienen fließt, bildet sich im
Bereich der Schienen ein Magnetfeld, welches sich mit Betriebsfrequenz ändert. Hierdurch
werden die empfindlichen induktiven Jysteme der bekannten Magnet-Schienenschalter
u. U. stark gestört. Jo sind denn auch verschiedene Methoden bekannt geworden, die
Einflüsse des Schienenstromes zu reduzieren. Nach einem Vorschlag (deutsche Patentschrift
889 602) sind in gewissem Abstand voneinander an der Schiene zwei Magnet-Schienenschalter
der beschriebenen Art angebracht und elektrisch gegeneinander geschaltet, was offenbar
aufwendig ist. Es ist fernerhin bekannt (deutsche Patentschrift 887 953), im Bereich
der Magnet-Schienenschalter eine zusätzliche, stromdurchflossene Schiene parallel
zur eigentlichen Schiene derart zu führen, daß sich im Magnet-Schienenschalter ein
nahezu neutrales Magnetfeld einstellt.
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Auch diese Maßnahmen sind sehr kostspielig, umständlich in der Montage
und darüber hinaus, was auch für den erstgenannten Vorschlag gilt, in ihrer Wirkung
zum Teil hochgradig instabil. Neben den Magnet-Schienenschaltern der beschriebenen
Art kennt man solche, die mit magnetischem Differenzkreis arbeiten, der durch den
Radkranz der Eisenbahnwagen verstimmt wird und einen Kontakt anziehen läßt. Hier
stört, daß eine genaue Einstellung in der Schiene erforderlich ist, was zumeist
nur mit Hilfe besonderer Schablonen verwirklicht werden kann. Darüber hinaus muß
die Einstellung des Magnet-Schienenschalters in gewissen Zeitabständen betriebsmäßig
überprüft werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Magnet-Schienenschalter der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß er auch
bei elektrisch betriebenen Eisenbahnstrecken ohne Schwierigkeiten und ohne aufwendige
zusätzliche Kompensationsmaßnahmen für das Magnetfeld des Rückstromes des Fahrbetriebes
eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft einen Magnet-Schienenschalter mit
im Bereich der Schiene angeordnetem Permanent-Magneten und zugeordneter, z.B. aufgewickelter,
Induktionsspule sowie nachgeordneter Schalteinrichtung. Die Erfindung besteht darin,
daß die nachgeordnete Schalteinrichtung als (an sich bekannter) Transistorschalter
ausgeführt und unter Parallelschaltung eines zur Kompensation vom Schienenstrom
eingerichteten Reihen-. schwingkreises an die Induktionsspule angeschlossen ist.
-Transistorschalter sind an sich bekannt,haben jedoch bisher die Frobleme um die
Gestaltung der beschriebenen Magnet-Schienenschalter nicht entscheidend be=einflußt.
Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine
bevorzugte Ausführungsform, die sich bzgl. der Kompensation des Schienenstromes
durch Funktionssicherheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschwingkreis
auf die Resonanz des in der Schiene fließenden Schienenstromes abgestimmt ist. Im
übrigen kann es zweckmäßig sein, dem Reihenschwingkreis einen weiteren Kondensator
parallel zu schalten.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile
sind vor allem darin zu sehen, daß der erfindungsgemäße Magnet-Schienenschalter
ohne weiteres auch im Eisenbahnbetrieb eingesetzt werden kann, wo über die Schienen
ein Rückstrom fließt.
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Immer lassen sich nämlich der Reihenschwingkreis und ggf. der zusätzlich
vorgesehene, dem Reihenschwingkreis parallelgeschaltete Kondensator so dimensionieren,
daß aus dem Magnetfeld des Rückstromes störende Einflüsse nicht auftreten können.
Das wird im folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeien: spiel. darstellenden
Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzigen Figur-zeigt das Schaltschema eines
erfindungsgemäßen Magnet-Schienenschalters. Nach der Figur ist ein Permanent-Magnet
1, der in der Nähe der zu überwachenden Schiene 2 angeordnet ist, mit einer entsprechenden,
als Induktionsspule 3 wirkenden Wicklung bewickelt. Diese Induktionsspule 3 ist
auf den Eingang eines Transistorschalters 4 geschaltet. Dieser Transistorschalter
bestfit nach dem Schema hauptsächlich aus den beiden Transistoren 5 un-d 6 und dem
Gleichrichter 7. Er besitzt die beiden Eingänge 9, 10 und die beiden Ausgänge 11,12.
Dem Transistorschalter 4 ist ein Relais 8 nachgeordnet. Der Einfluß des Schienenstromes
wird dadurch stark gedämpft, daß parallel zu den Eingängen 9, 10 ein Reihenschwingkreis
mit Kapazität 13 und Induktivität 14 geschaltet ist, der vorzugsweise auf die Resonanzfrequenz
des auf der Schiene 2 fließenden gehienenstromes abgestimmt ist.
Rin
weiterer, relativ kleiner Kondensator 15 kann zweckmäßig sein. Er kompensiert die
Wirkung starker Einschaltstromstöße und ist dem Reihenschwingkreis aus Kapazität
und Induktivität 1# parallel geschaltet. Mit dem Reihenschwingkreis kann je nach
dem Induktivitäts-Kapazitäts-Verhältnis die Impulszeit in gewissen Grenzen verändert
werden. Die Siebung der Störspannung, die von dem Schienenstrom herrührt, ist bei
einem Reihenschwingkreis am besten, der eine größere Kapazität 13 und eine kleinere
Induktivität 14 hat. Würde anstelle des Reihenresonanzkreises nur der Kondensator
15 eingesetzt werden, so wären die Störeinflüsse von der Schiene 2 her bei niedrigen
Geschwindigkeiten behoben. Bei höheren Geschwindigkeiten und der damit verbundenen,höheren
Frequenz des Eingangsimpulses wird die Impulszeit am Ausgang des Transistorschalters
4 durch den Einfluß des Kondensators 15 immer kleiner, bis der Impuls bei mittleren
Zuggeschwindigkeiten von etwa 60 bis 80 km/h ganz ausbleibt. Der erfindungsgemäße
Magnet-Schienenschalter ist ohne Schablone zu montieren, ein Nachjustieren nach
längerer Betriebszeit ist regelmäßig nicht erforderlich. Er arbeitet wartungsfrei,
da keine beweglichen Teile Verwendung finden. Da der erfindungsgemäße Magnet-Schienenschalter
über nur zwei Adern insgesamt eindeutig Signal zurückmelden muß, eignet sich für
den Aufbau des Transistorschalters besonders
die in der Figur dargestellte
Kaskandenschaltung, wobei der Transistor 5 vom pnp-, der Transistor 6 vom npn-Typ
ist.