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Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetisch gesteuerte Schienenkontakteinrichtung
mit fahrrichtungsabhängiger Betätigung durch vorüberrollende Räder unter Verwendung
von zwei gleichen durch die Räder verstimmbaren magnetischen Brückenschaltungen,
die aus zwei über je einen Luftspalt in Reihe geschalteten Magneten bestehen, in
deren Brückendiagonalen von Magnet zu Magnet je ein Magnetfeldindikator angeordnet
ist.
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Derartige Einrichtungen werden im Eisenbahnsicherungswesen zum Auslösen
von fahrrichtungsabhängigen Achszählimpulsen benötigt, weil nicht nur das Befahren
eines bestimmten Streckenpunktes festgestellt werden soll, sondern auch die jeweilige
Fahrrichtung des passierenden Schienenfahrzeuges, Deshalb ist bei der Schienenkontakteinrichtung
wesentlich, daß bei einer Beeinflussung durch ein vorüberrollendes Rad zuerst der
eine, dann beide und schließlich nur der zweite Schienenkontakt betätigt wird. Zum
Erzeugen einer derartigen sich überlappenden Impulsfolge sind viele magnetisch gesteuerte
Schienenkontakteinrichtungen bekanntgeworden. Ziel aller Weiterentwicklungen war
es, die genannte Impulsfolge auch dann zu gewährleisten, wenn mit störenden Einflüssen,
beispielsweise durch magnetisierte Räder, gerechnet werden muß.
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Um den Geräteaufwand an den Schienen möglichst gering zu halten,
sind Schienenkontakteinrichtungen entwickelt worden (deutsches Gebrauchsmuster 1
868 345), die in einem Gehäuse ein Doppelmagnetsystem mit zwei Magnetfeldindikatoren
enthalten.
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Die Schwierigkeit bei einer derartig gedrungenen Bauform liegt darin,
daß besondere Maßnahmen getroffen werden müssen, damit beide Magnetfeldindikatoren
in der oben erläuterten Reihenfolge und Zuordnung betätigt werden. Dies muß auch
dann geschehen, wenn die Schienenkontakteinrichtung durch aufmagnetisierte Fahrzeugteile
und Streufelder elektrischer Fahrzeugaggregate gestört wird. In den Fällen kann
es leicht passieren, daß beide Magnetfeldindikatoren gleichzeitig ansprechen, so
daß sich die ausgelösten Impulse vollständig überlappen Dies muß jedoch vermieden
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz gedrungener Bauweise
eines Doppelimpulsgebers und unter Voraussetzung von magnetischen Störungen eine
Schienenkontakteinrichtung zu schaffen, die Impulse ausgibt, welche sich teilweise
überlappen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Vereinigung
beider Brückenschaltungen ein mittlerer Magnet vorgesehen ist, dessen magnetischer
Induktionsfluß kleiner als der doppelte Induktionsfluß eines der äußeren Magnete
ist und daß in dem Luftspalt jeder Brückenschaltung, der nicht von den Rädern verändert
wird, eine Vorrichtung zum magnetischen Brückenabgleich vorgesehen ist, derart,
daß in der betreffenden Brückendiagonalen derjenige Feldanteil überwiegt, dessen
Feldlinien den zugeordneten von den Rädern beeinfiußbaren Luftspalt durchsetzen.
Mit einer derartigen Schienenkontakteinrichtung wird in vorteilhafter Weise erreicht,
daß aufmagnetisierte Fahrzeugteile und Streufelder elektrischer Fahrzeugaggregate
nicht zur Auslösung von gestörten, unbrauchbaren Achszählimpulsen führen. Ein weiterer
Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist der, daß die Alleinbeeinflussungszeiten
jedes Magnetfeldindikators groß gegenüber der Überdeckungszeit werden, was bei
kompakt
aufgebauten Doppelimpulsgebern mit kurzer Baulänge sonst kaum erreicht werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Schienenkontakteinrichtung sieht
vor, daß die Magnetfeldindikatoren aus magnetisch steuerbaren Wechselspannungsübertragern
bestehen, die durch das Magnetfeld in der zugehörigen Brückendiagonalen ohne Beeinflussung
durch ein Rad in ihrer Übertragungseigenschaft gemindert sind. Beispielsweise kann
als Magnetfeldindikator ein wechselspannungsgespeister Ringkern mit rechteckförmiger
Hystereseschleife verwendet werden, dessen Ausgangswechselspannung gleichgerichtet
und einer Triggerschaltung zugeführt wird, die beim Unterschreiten eines vorgegebenen
Wertes der zugeführten Spannung ein Ausgangssignal abgibt. Zum Einstellen des Induktionsflusses
in den Brückendiagonalen, in denen sich jeweils der Magnetfeldindikator befindet,
kann beispielsweise ein drehbar gelagerter Stabmagnet vorgesehen werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt F i g. 1 den mechanischen Aufbau einer Schienenkontakteinrichtung,
F i g. 2 den Verlauf der Ausgangsspannungen der beiden Magnetfeidindikatoren bei
Beeinflussung durch ein Rad in Abhängigkeit vom Wege, F i g. 3 und 4 die Spannungsverläufe
unter Störfeldeinfluß.
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Fig. 1 zeigt schematisch in zwei Ansichten den mechanischen Aufbau
der Schienenkontakteinrichtung mit fahrrichtungs abhängiger Betätigung durch vorüberrollende
Räder. Dieser sogenannte Doppelimpulsgeber besteht aus der Vereinigung zweier magnetischer
Brückenschaltungen in einem nicht dargestellten Gehäuse an einer Schiene 1. Die
beiden magnetischen Brückenschaltungen bestehen aus je zwei äußeren Magneten 2 und
20 bzw. 4 und 40 sowie aus zwei beiden magnetischen Brückenschaltungen zugeordneten
Magneten 3 und 30. Die magnetische Achse aller dieser an einer Schienenaußenseite
angebrachten Magnete verläuft jeweils senkrecht. Die Pole sind mit N und S bezeichnet.
In den beiden Brückendiagonalen sind zwei Magnetfeldindikatoren 23 bzw. 43, z. B.
als Wechselspannungsübertrager arbeitende Ringkerne mit rechteckförmiger Hystereseschleife,
angeordnet, die in weichmagnetischen Eisen,ochen 50, 51 und 52 eingebettet sind.
Zum Einstellen bzw. Abgleichen der beiden Brückenschaltungen ist jeweils in dem
unteren Luftspalt jeder Brückenschaltung, der nicht von den Rädern verändert wird,
ein um eine senkrechte Achse in der Waagerechten drehbar gelagerter Stabmagnet 6
bzw. 7 angeordnet. Nach der Anbringung des Doppelimpulsgebers an der Schiene 1 werden
die beiden Stabmagnete 6 und 7 so eingestellt, daß in der betreffenden Brückendiagonalen,
den Eisenjochen 50 und 51 bzw. 51 und 52, derjenige Feldanteil überwiegt, dessen
Feldlinien den zugeordneten oberen von den Rädern beeinflußbaren Luftspalt durchsetzen.
Hierdurch wird erreicht, daß die beiden als Magnetfeldindikator 23 bzw. 43 dienenden
Ringkerne ohne Beeinflussung in ihrer Übertragungseigenschaft gemindert sind. Der
aus den beiden Teilmagneten3 und 30 bestehende mittlere Magnet, der beiden magnetischen
Brückenschaltungen gemeinsam zugeordnet ist, ist so bemessen, daß dessen magnetischer
Induktionsfluß kleiner als der doppelte Induktionsfluß
der Magnete
4 40 bzw. 2. 20 ist. Da es aus wirtscllaftlichen Gründen am einfachsten ist. für
alle Magnete dasselbe magnetische Material zu verwenden. wurde für den mittleren
Magneten 3. 30 ein Querschnitt gewählt der kleiner als der doppelte Querschnitt
eines der äußcren Magnete ist. Aus wirtschaftlichen Gründen wurde der Qucrschnitt
des mittlere; Magneten genauso groß gemacht wie der Qucrschnitt der äußeren Magnete.
Es ist abe-. auch möglich, den Querschnitt des mittleren Magneten noch weiter zu
verkleinern.
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F i g. 2 zeigt den Verlauf der Ausgangswechselspannungen der beiden
Magnetfeldindikatoren 23 und 43 in Abhängigkeit von der Stellung des beeinflussenden
Rades zu der Schienenkontakteinrichtung. Zu der Darstellung der beiden Kurven ist
vorweg noch zu sagen, daß diese aus Gründen der besseren Übersicht in der Höhe versetzt
gezeichnet sind. Außerdem weicht der Wegmaßstab von demjenigen ab, der für die Darstellung
nach F i g. 1 gewählt ist. Der bei Beeinflussung sich ergebende Spannungsverlauf
der Ausgangswechselspannung des Magneffeldindikators 23 bzw. 43 ist durch die Kurven
230 bzw. 430 wiedergegeben. Wenn ein Rad die Schienenkontakteinrichtung von links
nach rechts (F i g. 1) passiert, verstärkt sich der magnetische Induktionsfluß im
Magnetfeldindikator 23 so, daß dieser schließlich in die Sättigung gerät und keine
Ausgangswechselspannung abgibt. Während sich das Rad noch zwischen dem Magnetfeldindikator
23 und den Magneten 3, 30 befindet, verringert sich der magnetische Induktionsfluß
im Magneffeidindikator 43, so daß dieser in seinen Übertragungseigenschaften zunächst
besser wird. Hieraus erklärt sich der Anstieg der Kurve 430.
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Die Schwächung des magnetischen Induktionsflusses in der Brückendiagonalen,
die durch die Joche 51 und 52 gebildet wird, kann so erklärt werden, daß der kleine
mittlere Magnet3, 30 bei Beeinflussung der linken magnetischen Brückenschaltung
mit dem Magneffeldindikator 23 nicht mehr den vollen Fluß in den rechten magnetischen
Kreis liefern kann.
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Beirn Weiterrollen des Rades von links nach rechts wird im wesentlichen
die rechte magnetische Brückenschaltung beeinflußt. Dabei verstärkt sich der magnetische
Induktionsfluß durch den Magnetfeidindikator 43 derart, daß dieser in die Sättigung
gerät, wodurch dessen Ausgangsspannung stark absinkt und zu Null wird. Verläßt das
Rad die Schienenkontakteinrichtung in der oben erwähnten Richtung, so nimmt der
magnetische Induktionsfluß durch den Magnetfeldindikator 43 wieder ab, so daß die
abgegebene Wechselspannung wieder auf den ursprünglichen Wert ansteigt. Die Kurve
230 steigt in diesem Bereich sehr steil auf ein Maximum an und fällt anschließend
auf den ursprünglichen Wert, der ohne Beeinflussung vorliegt, ab. Das Kurvenmaximum
erklärt sich daraus, daß der magnetische Induktionsfluß durch den Magnetfeldindikator
23 während der Beeinflussung des rechten Teils der Schi en enkon takteinl-i chtun;
geringer ist als ohne Beeinflussung.
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Die beiden strichpunktierten waagerechten Linien in den beiden Kurven
730 und 430 geben Schweliwcrtc an, bei deren Unterschreiten den Magnctfeidindikatoren
23 und 43 nachgeschaltete Triggerschal tungen ansprechen. Dic Ausgangsimpulse, die
diese Triggersebaltungen nbgebLn, sind unter den beiden
Kurven 230 und 430 dargestellt.
Es ist sehr gut zu erkennen, daß diese beiden Impulse sich wunschgemäß nur teilweise
überlappen.
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F i g. 3 und 4 zeigen dic gleichen Spannungsverläufe wie F i g. 2.
jedoch mit dem Unterschied, daß die Schienenkontakteinri ehtung gleichzeitig durch
störende aufmagnetisierte Fahrzeugteile der einen bzw. der anderen Richtung beeinflußt
wird. Ohne Anwendung der beiden Erfindungsmerkmale würden sich unter der Störfeldeinwirkung
Spannungsverläufe ergeben, die den gestrichelt dargestellten Teilen der Kurven 231
und 431 entsprechen.
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Wie in F i g. 3 unten zu sehen ist, würde das vorherrschende Störfeld
in dem Fall bereits ausreici-en, die Überlappung der von den Triggerschaltungen
ausgegebenen Impulse so groß zu machen, daß die gewünschte Alleinbeeinflussung eines
der beiden Magnetfeldindikatoren 23 bzw. 43 beim Annähern und Verlassen der Schienenkontakteinrichtung
nicht mehr gegeben ist. Die stark ausgezogenen Kurven 231, 431, 232 und 432 zeigen,
daß bei der Schienenkontakteinrichtung trotz der Störfeldbeeinflussung sich teilweise
überlappende Impulse zum Steuern von Achszählern ausgegeben werden, wobei die Überlappung
der beiden Impulse in vorgegebenen Grenzen liegt.
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An Stelle der Magnete 2, 20 bzw. 3, 30 und 4, 40 kann jeweils auch
ein einziger Magnet verwendet werden. Auch ist es möglich, an Stelle der Stabmagnete
6 und 7 einfache Stahlteile zu verwenden.
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Die Baugruppen zum Speisen der Magnetfeldindikatoren 23 und 43 sowie
die diesen nachgeordneten Gleichrichter- und Triggerschaltungen können im selben
Gehäuse der Schienenkontakteinrichtung mit untergebracht werden.