DE179400C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 179400 KLASSE 20«. GRUPPE

Der Gegenstand der Erfindung ist eine Blocksignaleinrichtung für elektrische Eisenbahnen mit Relais, die vom Zuge kurzgeschlossen werden und zwischen die Fahrschienen geschaltet sind, von denen die eine Schiene in isolierte Blockstrecken unterteilt ist, jedoch durch geeignete Verbindung der isolierten Enden zur Rückleitung des Wagenbetriebsstromes verwendet werden kann.

ίο Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die den Ortsstromkreis zum Stellen der Signale schließenden Relais nur durch Wechselstrom von ganz bestimmter Phase, die für jede Blockstrecke anders gewählt ist, beeinflußt werden, um zu verhindern, daß vagabundierende Ströme auf die benachbarten Blockeinrichtungen einen Einfluß ausüben können.

Es ist bekannt, daß die Größe der Phasenverschiebung zwischen dem Primärstrom und dem Sekundärstrom eines Umformers von dem Streuungsfaktor der Sekundärwicklung abhängig ist. Läßt man nun eine Primärspule eines Transformators nicht auf eine, sondern auf zwei Sekundärwicklungen wirken, deren Streuungs-Verhältnisse gegenüber der Primärwicklung voneinander abweichen, so muß die Phasenverschiebung zwischen dem Primärstrom und dem einen Sekundärstrom eine andere sein als die Phasenverschiebung zwischen dem Primärstrom und dem zweiten Sekundärstrom. Diese Erscheinung wird nach der Erfindung zur Erzielung von Wechselströmen mit verschiedener Phase benutzt, indem diese Ströme durch einen Umformer mit zwei sekundären Wicklungen. erzeugt werden, die infolge ihrer verschiedenen . Lage gegenüber der Primärwicklung die erforderliche Phasenverschiebung hervorrufen und die an die Enden je zweier voneinander isolierter und der Länge der Blockstrecke entsprechender Teilschienen angeschlossen sind. Hierdurch wird ermöglicht, daß die unterteilte Schiene für die Rückleitung des Betriebsstromes verwendungsfähig bleibt,, indem diese Sekundärwicklungen jedes Umformers in die Rückleitung des Wagenbetriebsstromes eingeschaltet sind. ^f

Die Zeichnungen zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.

ι stellt jedesmal eine Wechselstrommaschine oder eine sonstige Wechselstromquelle dar; 2, 2 sind die Hauptstromleitungen, zwischen die der Wechselstromerzeuger geschaltet ist. Außerdem sind zwischen die Hauptleitungen die Primärspulen 3, 3', 3" der Umformer 4, 4', 4" mit den Kernen 5, 5', 5" geschaltet. Die genannten Spulen sind durch die Leitungen 6, 6', 6" mit den Hauptleitungen im Nebenschluß verbunden. 7 ist die gewöhnliche Schiene eiiies Eisenbahngleises, die einen fortlaufenden elektrischen Leiter für die Rückleitung des Wagenbetriebsstromes bildet; 8, 9, 10 und 11 bilden die anderen Schienen des genannten Gleises, die voneinander sowie von der Schiene 7 isoliert sind. Die Schienen 8 bis 11 teilen das Gleis in Blockstrecken 12, 13, 14 und 15, ihre aneinander stoßenden Enden sind mit 16 und 17 bezeichnet.

Die Sekundärspule 18 ist über die Primärspule 3 gewickelt. Das eine Ende der Spule 18 ist mit dem Ende 17 der Schiene 9 durch die

Leitung ig verbunden, das andere Ende liegt an der gemeinsamen Schiene 7 durch die Leitung 20 unter Einschaltung des Widerstandes 21. Der Umformer 4 besitzt außerdem eine zweite sekundäre Spule 22, die auf der der sekundären Spule 18 gegenüberliegenden Seite des Kernes 5 liegt. Das eine Ende der sekundären Spule 22 ist bei 23 zwischen dem Widerstand 21 und der sekundären Spule 18 an die Leitung 20 angeschlossen. Das andere. Ende ist durch die Leitung 24 an die Schiene 8 angeschlossen.

25 stellt eine Achse eines Motorwagens dar. 26 ist die Stromabnehmerrolle, die durch einen Draht 27 den Strom dem Wagen zuführt und an dem Stromzuleitungsdraht 28 anliegt, der durch eine Dynamomaschine 29 gespeist wird. Die Rückleitung bilden die Schiene 7 sowie die Teilschienen 8, 9, 10, 11.

Zwischen der Hauptschiene 7 und der Teilschiene 9 ist ein Relais von bekannter Bauart in den Nebenstromkreis eingeschaltet. Die Zeichnung zeigt schematisch ein Motorrelais, dessen Anker aus Aluminium oder Kupfer besteht, 32 ist der mit dem Anker verbundene Umschalter oder Stromschließer. Das Relais 30 ist durch Leitungen 33 mit der Hauptschiene 7 und: der Teilschiene 9 verbünden. 34 ist ein Signal, schematisch als Flügelsignal wiedergegeben, das jedoch auch anderer Art sein kann. Das Signal besitzt zwei Leitungen 25, deren Stromkreis durch den genannten Umschalter 32 geschlossen wird. Das Relais 30 ist so gewählt, daß es nicht durch den Wagenbetriebsstrom, der durch die Schienen zurückgeleitet wird, in Tätigkeit gesetzt wird. Die benachbarten Enden der Blockstrecken 13 und 14 sind mit einem Umformer, sowie mit elektrischen Anschlüssen versehen, die genau dieselben sind wie die an den anstoßenden Enden der Blockstrecken 12 und 13, nur daß bei diesem Umformer der Kern an einer Seite offen ist und einen mittleren Ansatz 36 auf- -weist, der nach der offenen Seite hin gerichtet ist.

Die Teile des Umformers 4' sowie die elekirischen Anschlüsse sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie die des Umformers 4, jedoch zur Unterscheidung mit einem einfachen Strich oben (').

Auch die benachbarten Enden der Blockstrecken 14 und 15 sind in derselben Weise verbunden, nur mit dem Unterschied, daß der Kern des Umformers hier geschlossen ist und zwei innere Ansätze 36' aufweist, die gegeneinander gerichtet sind. Die Bezugszeichen sind dieselben wie für die Blockstrecken 13 und 14, nur mit Doppelstrichen rechts oben (").

Die Wicklungen der beiden Sekundärspulen 18 und 22 sind, wie beschrieben, derart zwischen die Teilschienen geschaltet, daß die Rückleitung des Betriebsstromes durch die Leitung 19 beide Sekundärspulen und die Leitung 24 geht. Die Sekundärspule 18 wird, sobald die Primärspule 3 erregt wird, von mehr Kraftlinien als die Sekundärspule 22 durchschnitten, da eine größere Anzahl von Kraftlinien in der Nähe ihrer Wicklungen verlaufen, ohne sie zu schneiden. Der in den Wicklungen 18 erzeugte Strom besitzt deshalb eine andere Phase als der, der in den Wicklungen 22 erzeugt ist. Dasselbe gilt von den Wicklungen, die auf der zweiten Blockstrecke und auf der dritten Blockstrecke liegen und mit einfach oder doppelt gestrichelten Bezugszeichen versehen sind. Der in den Wicklungen 18 erzeugte Strom läuft durch die Leitung 20, die gemeinsame Schiene 7, die Leitung 33, das Relais 30, die Leitung 33, die Schiene 9 und durch die Leitung 19 zurück zu den Wicklungen 18. Der in den Wicklungen 22' erzeugte Strom geht durch die Leitung 20', die Schiene 7, die Leitung 33, das Relais 30, die Schiene 9 und durch die Leitung 24' zurück zu den Wicklungen 22'.

Das Relais 30 ist nun von solcher Art, daß es nur dann den Schalthebel veranlaßt, den Orts-Stromkreis 35 zu schließen, sobald die von den Spulen 18 und 22' ausgehenden Wechselströme verschiedener Phase gemeinsam auf das Relais einwirken.

Der Widerstand 21 kann entweder induzierend go oder nicht induzierend wirken, je nach dem besonderen Fall, und dient zur Drosselung der ihn durchfließenden Ströme, er kann auch wegfallen, wenn die örtlichen Verhältnisse es notwendig machen.

Die Umformer 4' und 4" bilden infolge ihrer Ansätze 36 und 36' einen Weg für die Umkehr der magnetischen Kraftlinien, die eine Anzahl der genannten Linien von der Sekundärspule 22' oder 22" ablenken, und zwar eine größere Anzahl Kraftlinien von der Sekundärspule 22" als von der Sekundärspule 22'. Die von den Sekundärspulen erzeugten Ströme werden daher nicht nur in der Phase voneinander verschieden sein für jeden einzelnen Umformer, sondern es werden auch die in jedem Umformer erzeugten Ströme sich von den anderen in der Phase unterscheiden.

Die Kerne können auch teils aus guten, teils aus schlechten magnetischen Körpern bestehen, wie z. B. aus Holz, Messing, Zink u. dgl., um verschiedene Streuungsfaktoren und somit Ströme verschiedener Phasen zu erzielen. Dieses Material wird dann in den zwischen den Seiten des Kernes und dessen Vorsprüngen befindliehen Zwischenraum eingesetzt.

Es können die Wechselströme auch noch auf andere Weise erzeugt werden, wie beispielsweise durch Einschalten eines nicht induzierenden Widerstandes in den einen Stromkreis und eines induzierenden Widerstandes in den anderen Stromkreis.

Die Wirkungsweise ist nun folgende:
Befinden sich keine Züge auf den Blockstrecken, so wird die Wechselstrommaschine ι durch die Umformer das Relais veranlassen, die Ortsstromkreise der Signalvorrichtungen zu schließen, so daß die Flügelsignale die Strecke freigeben. Fährt nun ein Zug in eine Block-. strecke ein, so werden seine Achsen in bekannter Weise das Streckenrelais kurzschließen,

ίο wodurch der Ortsstromkreis des betreffenden Flügelsignals geöffnet wird, so daß das Signal die Strecke hinter dem Zuge sperrt und anzeigt, daß sie besetzt ist. Dieser Fall wird auch dann eintreten, wenn eine der Zuleitungen zu den Enden 16 und 17 zufällig zerrissen sein sollte. Erst wenn der betreffende Zug die nächste Blockstrecke erreicht hat, wird das Signal wiederum die vorangehende Strecke freigeben. In Fig. 2 sind die Teile dieselben, nur daß hier ein zweites Relais 3ο² zwischen den Schienen am Ende der Blockstrecke gegenüber dem Relais 30 vorgesehen ist und wie dieses in den Nebenschluß eingeschaltet ist. Die Bezugszeichen sind dieselben wie in Fig. 1 bei dem neu hinzukommenden Relais mit dem Index 2.

Befindet sich kein Zug auf der Strecke,

so schließen die Kontaktschalter beider Relais den Signalstromkreis. Wird jedoch eines der beiden Relais ausgeschaltet, so fällt das Signal auf Halt.

Die Anordnung von Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 1 nur durch die Anordnung der Relais und ihrer Verbindung, die Bezugsbuchstaben sind wieder dieselben.

Das. Relais 37 (Fig. 3) besitzt gleichfalls den Motortypus und kann nur durch die vereinte Wirkung zweier Wechselströme verschiedener Phase in Tätigkeit gesetzt werden. Den einen dieser Ströme erhält es von den Schienen 7 und 9 wie in Fig. 1 und 2, den anderen von der sekundären Spule 22 mit Hilfe der Leitung 36, die von den Leitungen der Spule 22 abgezweigt ist.

Die Wirkungsweise ist dieselbe wie die der Anordnung in Fig. 1 und 2. Sobald ein Wagen in die Blockstrecke einfährt, schließt er den Schienenstromkreis kurz und veranlaßt infolgedessen den Einschalthebel 22 des Relais, . den Signalstromkreis zu unterbrechen, da das Relais nun nur noch von dem von der sekundären Spule abgeleiteten. Wechselstrom durchflossen wird.

In Fig. 4 erzeugt die Wechselstrommaschine i' Wechselströme von zwei verschiedenen Phasen, die an ein Dreileitersystem 2' angeschlossen sind. Die Relais sind in derselben Weise wie in Fig. 3 mit dem bisherigen Teil der Einrichtung in Verbindung gebracht, jedoch sind die Primärspulen 3 und 3" der Transformatoren so zwisehen die mittlere Leitung des Dreileitersystems und die beiden äußeren Leitungen geschaltet,

daß die Primärspulen mit Strömen verschiedener Phase von dem Dreileitersystem aus gespeist werden.

In Fig. 5 schließlich ist eine Wechselstrommaschine gezeigt, die zweiphasigen Wechselstrom dem Dreileitersystem 2' zuführt.

Die Verbindungen der Relais mit den Schienen sind genau wie in Fig. 3, Leitungen 38 jedoch führen den Relais den zweiten Strom unmittelbar von dem Dreileitersystem zu. Sie sind bei benachbarten Blockstrecken abwechselnd an die eine und die andere äußere Leitung angeschlossen, so daß die den Relais zugeführten Ströme wieder in den einzelnen benachbarten Blockstrecken von verschiedener Phase sind.

Im übrigen wird auch hier wieder das Relais 37 nur dann in Tätigkeit gesetzt, wenn der von den Wicklungen 18 und dem Umformer 4, sowie der von den Wicklungen 22" und dem Umformer 4" kommende Strom vereinigt wirken und einen resultierenden Strom von nur einer Phase für das Relais liefern, der nun seinerseits mit dem von der Wechselstrommaschine oder von einer sonstigen Wechselstromquelle gelieferten, durch, die Leitungen 38 zugeführten Strom gemeinsam auf das Relais einwirkt und es zum Schließen des Ortsstromkreises einstellt.

Bei allen diesen Ausführungen müssen also immer zwei Wechselströme bestimmter Phase zusammen auf das Streckenrelais einwirken, die aber bei jeder Blockstrecke voneinander abweichen. Alsdann wird das Signal auf Fahrt gestellt; dagegen fällt es auf Halt und sperrt die Strecke, sobald der eine der beiden durch die Schienen geleitete Wechselstrom kurzgeschlossen wird und nur der andere das Relais durchfließt, aber nicht in Tätigkeit setzt. Ein unbeabsichtigtes Einwirken vagabundierender, von der Nachbarvorrichtung kommender Ströme auf das Relais kann also nicht vorkommen, weil diese Ströme nicht die erforderliche Phase haben.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Blocksignaleinrichtung für elektrische Eisenbahnen mittels zwischen die Fahrschienen geschalteter und vom Zuge kurzgeschlossener Relais, bei der die eine Schiene in isolierte Blockstrecken unterteilt ist, jedoch durch geeignete Verbindung der isolierten Enden zur Rückleitung des Wagenbetriebsstromes verwendet werden kann,, dadurch gekennzeichnet, daß die den Orts-Stromkreis zum Stellen der Signale schließenden Relais nur durch Wechselstrom von ganz bestimmter Phase, die für jede Blockstrecke anders gewählt ist, beeinflußt werden, um zu verhindern, daß vagabundierende Ströme auf die benachbarten Blockeinrichtungen einen Einfluß ausüben können.
2. 2. Blocksignaleinrichtung' nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselströme verschiedener Phase durch Umformer mit zwei sekundären Wicklungen erzeugt werden, die infolge ihrer verschiedenen Lage gegenüber der Primärwicklung die erforderliche Phasenverschiebung hervorrufen.
3. 3. Blocksignaleinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß den primären Spulen der einzelnen Umformer ebenfalls Wechselstrom verschiedener Phase zugeführt wird, indem sie zwischen die einzelnen Phasen eines mehrphasigen Systems geschaltet werden.
4. 4. Blocksignaleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais nur beeinflußt werden durch das Zusammenwirken des von den Umformern in die Blockstrecke geleiteten Wechselstromes mit einem Wechselstrom verschiedener Phase, der den bei der Zusammensetzung dieses Stromes nicht mitwirkenden zweiten Spulen der Umformer oder dem zur Speisung der Primärspulen dienenden mehrphasigen System entnommen wird.
5. 5. Blocksignaleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Wicklungen der Umformer einerseits hintereinander geschaltet und derart an die isolierten Enden der unterteilten Schiene angeschlossen sind, daß sie die Rückleitung für den Wagenbetriebsstrom herstellen, andererseits mit der nicht unterteilten Gleisschiene durch eine zwischen ihnen abzweigende Leitung in Verbindung stehen, durch die der zur Zusammensetzung des Signalstromes dienende Wechselstrom den benachbarten Blockstrecken zugeführt w^;rd.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.