DE2521307B2

DE2521307B2 - Fernwirkeinrichtung für das Eisenbahnsicherungswesen

Info

Publication number: DE2521307B2
Application number: DE19752521307
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 3301 Bornum Sander
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1979-01-11
Also published as: CH602398A5; AT356706B; ATA243876A; DE2521307A1; DE2521307C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernwirkeinrichtung für das Eisenbahnsicherungswesen mit einer Gebereinrichtung, einer Meldeeinrichtung und einer Überwachungseinrichtung für den Betriebsstrom der Gebereinrichtung, wobei die Überwachungseinrichtung aus mindestens einem magnetischen Speicherkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife besteht, und ein Taktgenerator über mindestens eine Steuerwicklung jeden Speicherkern zwischen seinen Remanenzlagen so hin- und herschaltet, solange der über eine Vormagnetisierungswicklung jedem Speicherkern zugeführte Betriebsstrom der Gebereinrichtung nicht von einem vorgegebenen Sollwert abweicht, und wobei die Impulse mindestens einer Ausgabewicklung der Speicherkerne den gefahrlosen Zustand der Fernwirkeinrichtung darstellen.

Gebereinrichtungen dieser Art können in ihrer einfachsten Ausführungsform aus einem in Wirkstellung öffnenden oder schließenden Schaltkontakt in einem t> <> Meldestromkreis bestehen. Als Gebereinrichtung kann auch ein Widerstand verwendet werden, der seinen Betrag bei Beeinflussung ändert. Ferner ist es möglich, daß die Gebereinrichtungen beispielsweise als berührungslos beeinflußbarer Näherungsschalter mit einem *'■ Oszillator ausgebildet sind, dessen Schwingungsampli-(ude durch sich nähernde Teile verändert wird; auch hierbei ändert sich die Stromaufnahme der Geberein

richtung gegenüber ihrem Betriebsruhestrom.

Derartige Gebereinrichtungen werden beispielsweise im Eisenbahnwesen als sogenannte Schienenkontakte verwendet Sie dienen dazu, das Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades an einer Zählstelle zu erkennen und bei Wirkstellung eine diesbezügliche Information »gefährlicher Zustand« an eine nachgeschaltete Überwachungseinrichtung weiterzugeben. Ein Defekt der Gebereinrichtung, der Meldeeinrichtung oder der Leitungen zwischen Gebereinrichtung und MeldeeinricLstung stellt für den Eisenbahnbetrieb ebenfalls einen gefährlichen Zustand dar, weil die Wirkstellung der Gebereinrichtung nicht mit Sicherheit festgestellt werden kann. Daher ist es zweckmäßig, Defekte in gleicher Weise wie eine Beeinflussung der Gebereinrichtung sicherungstechnisch anzuzeigen.

So ist z. B. aus der DE-PS 15 30 446 eine Überwachungseinrichtung für Leitungen in Eisenbahnanlagen mit Achszählung bekannt, in denen die gleichen Leitungen zur zentralen Gleichstromspeisung der Zählstelle (Gebereinrichtung) und zur Übertragung von Wechselstromzählimpulsen nach der Zentrale (Meldeeinrichtung) dienen. Dabei wird die Information von der Zählstelle als Wechselstromsignal einem Anzeigegerät zugeführt Zusätzlich wird die Gleichstromversorgung mittels einer Überwachungseinrichtung kontrolliert Es können sowohl Achszählimpulse als auch Gleichstromversorgungsstörurigen festgestellt werden; da aber gesonderte Anzeigegeräte und Überwachungseinrichtungen erforderlich sind, ist hierzu ein erheblicher Aufwand an technischen Mitteln nötig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fernwirkeinrichtung zu schaffen, die es gestattet die Wirkstellung einer Gebereinrichtung und sämtliche gefahrbringenden Störungsfälle durch eine einzige Meldeeinrichtung festzustellen; diese Fernwirkeinrichtung soll den im Eisenbahnwesen üblichen hohen Anforderungen in bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit genügen.

Diese Aufgabe wird erfindurgsgemäß durch eine Gebereinrichtung, die bei einer Beeinflussung ihrer Wirkstellung einnimmt und in dieser einen vom Sollwert abweichenden Betriebsstrom aufnimmt, gelöst wobei als Meldeeinrichtung die Überwachungseinrichtung Verwendung findet, die die Sollwertabweichung signalisiert und damit die Beeinflussung der Gebereinrichtung meldet.

Nach einer Ausbildung der Erfindung sind für die Meldeeinrichtung zwei Speicherkerne vorgesehen, die mittels Steuerwivklungen vom Taktgenerator im Gegentakt zwischen ihren Remanenzlagen hin- und herschaltbar sind.

Dabei kann der Speicherkern eine zusätzliche Kompensationswicklung haben, die einen einstellbaren und von der Betriebsspannung der Fernwirkeinrichtung abhängigen Strom führt Durch das gegenphasige Ummagnetisieren der beiden Speicherkerne werden Spannungsimpulse in den Vormagnetisierungs-, Ausgabe- und Kompensationswicklungen induziert. Die einander entsprechenden Wicklungen der beiden Speicherkerne können dann so in Reihe geschaltet werden, daß sich die entstehenden Spannungsimpulse entweder kompensieren oder addieren. Hierdurch kann in einfacher Weise ohne zusätzliche Filtermaßnahmen eine weitgehende Kompensation von störenden Taktimpulsen im Vormagnetisierungs- und Kompensationsstrorr.kreis erreicht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Fernwirkeinrichtung für das Eisenbahnsicherungswesen mit einem Näherungsschalter als Gebereinrichtung und einer an sich bekannten Überwa- s übungseinrichtung mit einem Ringkern als Meldeeinrichtung,

F i g. 2 als Meldeeinrichtung eine Überwachungseinrichtung mit zwei Ringkernen.

In F i g, 1 ist als Gebereinrichtung der Fernwirkeinrichtung ein an sich bekannter Näherungsschalter N dargestellt Zur Wirkungsweise der einzelnen Bauelemente sei folgendes bemerkt: Durch den aus dem Widerstand R1 und der Diode D bestehenden Zweig der Schaltung wird der Arbeitspunkt für den Transistor Xeingestellt Das Schwingen der Anordnung wird durch induktive Kopplung von Basis-Emitter-Kreis und Emitter-Kollektor-Kreis mittels der angezapften Spule L bewirkt Die Schwingfrequenz wird durch die Parallelschaltung von Spule L und Kondensator CI bestimmt Der Widerstand R 2 dient zur Strombegrenzung. Der Kondensator Ci schließt die hochfrequenten Schwingungen auf der Gleichstromzuführung kurz. Bei nicht beeinflußtem Näherungsschalter fließt der Betriebsruhestrom JX. Nähert sich der Spule L, die im allgemeinen in einem offenen Schalenkern liegt, in Richtung auf die offene Seite hinein Metallteil, z. B. ein Fahrzeugrad, so wird der Schwingkreis durch Wirbelströme so stark bedämpft, daß die Schwingungen aussetzen. Der Betriebsstrom /des Näherungsschalters sinkt dabei auf einen Betriebsstrom / 2 < /1.

Bei einem solchen Näherungsschalter sind folgende Defekte denkbar, bei denen sich der Betriebsstrom /tuf Werte einstellt, die um bestimmte Beträge vom Betriebsruhestrom Ji bzw. dem in Wirkstellung der Gebereinrichtung sich einstellenden Betriebsstrom /2 abweicht:

Betriebsstrom /

Kurzschlr β von C1 /> J_x

Unterbrechung von C i HF-Störungen

auf der Zuleitung, keine Gefahr *i

Unterbrechung von R X

Unterbrechung \ on R 2

Unterbrechung von T

Kurzschluß von T

Unterbrechung von D

Kurzschluß von D

Unterbrechung von C2

Kurzschluß von C2

Unterbrechung von L

(zwischen £>und Emitteranzapfung) J> }\ Unterbrechung von L

(zwischen Emitteranzapfung von C2) ]<J₂

Kurzschluß von L J=Ji

Es zeigt sich, daß ein auftretender Defekt des ⁽" Näherungsschalters N stets eine Abweichung des Betriebsstromes /vom Betriebsruhestrom Ji bewirkt. Näherungsschalter mit nach anderen Grundschaltungen arbeitenden Oszillatoren lassen sich ebenfalls so aufbauen, daß der Betriebsstrom JX nur dann fließt, " wenn der Näherungsschalter fehlerfrei und unbeeinflußt ist.

Für die Versorgur gsleitung zwischen Näherungsschalter N und Überwachungsschaltung UX sind folgende Defekte denkbar:

Betriebsstrom /

J^Jl

J=Jl J=Jl

Bruch der Versorgungsleitung /< J₂

Kurzschluß der Versorgungsleitung />/j

Auch diese Defekte werden von der Überwachungsschaltuni; U Il erkannt

Zur Überwachung des Betriebsstromes / des Näherungsschalters N und gleichzeitig zur Meldungsabgabe dient in F i g. 1 eine Überwachungseinrichtung bestehend aus einer Überwachungsschaltung Ui, einer MeldescDialtung M und einer Stromversorgung S. Die Stromversorgung S liefert den benötigten Betriebsstrom /. Der Betriebsstrom des Näherungsschalters N fließt über die Vormagnetisiernngswicklung WX des Ringkernes FtK i. Bei unbeeinflußtem Näherungsschalter stellt sich der Betriebsruhestrom /1 ein. Außerdem wird von der Stromversorgung 5 über einen Vorwiderstand RK ein Kompensationsstiom über eine Kompensationswicklung W2 des Ringkernei RK X geführt, der so bemessen ist, daß sich die vom Betriebsruhestrom /1 und die vom Kompensationsstrom im Ringkern RK 1 erzeugten magnetischen Feldstärken bei unbeeinflußten·! Näherungsschalter und ordnungsgerechtem Betriebszustand der Fernwirkeinrichtung kompensieren. Ein von der Stromversorgung Sgespeister Taktgenerator TG schaket in einem vorgegebenen Takt abwechselnd positives Potential an seine beiden Ausgänge und erzeugt mittels der Steuerwicklungen W3 und W4 im Ringkern RK X eine im vorgegebenen Takt ihre Richtung vertauschende magnetische Feldstärke, deren Betrag um eine Soll-Feldstärke größer ist als die koerzitive Feldstärke des Ringkernes RK1. Die Gleichstrombelastung für die Stromversorgung S durch den Taktgenerator TG ist somit nahezu konstant. Der Ringkern RK X ist mit einer Ausgabewicklung WS versehen, die beim Ummagnetisieren des Ringkernes RK 1 durch die Taktimpulse des Taktgenerators TG 'mpulse an die nachgeschaltete Meldeschaltung M weiterführt. In ihr werden Impulse der Ausgabewicklung WS des Ringkernes RKX einem Verstärker V zugeführt, der ebenfalls von der Stromversorgung S gespeist ist. Die verstärkten Impulse werden aber einen Transformator TO einem Gleichrichter G zugeführt, der ein Melderelais R speist. Wenn sich die durch den Betriebssirom /und die durch den Kompensationsstrom im Ringkern RK X erzeugten magnetischen Feldstärken nur bis auf eine Differenzfeldstärke kompensieren, erfolgt, sobald der Betrag der Differenzfeldstärke den Betrag der Soll-Feldstärke überschreitet, keine Unimagnetisierung des Kingkernes RK X im Takt des Taktgenerators TG mehr. Die beim Ummagnetisieren des Ringkernes RK X sowohl in der Vormagnetisierungswicklung WX als auch in der Kompensationswicklung IV2 auftretenden Impulse werden durch in den Kompensationsstromkreis wie auch in den zu überwachenden Betrie' sstromkreis des Näherungsschalters N geschaltete Drosseln DR X und DR 2 wechselstrommäßig abgeblockt.

Bei unbeeinflußtem Näherungsschalter N und ordnungsgemäßem Betriebszustand der Fernwirkeinrichtung ist das Relais R ständig erregt und kennzeichnet damit den gefaL-enlos-cn Zustand der Einrichtung. Spricht der Näherungsschalter N an oder tritt einer der vorgenannten Defekte oder eine Störung auf, dann

ändert sich der Wert des Betriebsstromes und die über die Wicklungen Wl und W2 des Ringkernes RKX fließenden Ströme erzeugen Feldstärken, die sich nicht mehr vollständig kompensieren. Von einer vorwählbaren Größe der sich ergebenden Diffcrenzfeldstärke an ί können die Taktimpulsc des Taktgenerators TG den Ringkern RK I nicht mehr ummagnetisieren und das Relais R fällt ab. Es wechselt dabei in die dem Zustand »Gefahr« zugeordnete Lage.

Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Überwachungsschaltung U 2, die an die Stelle der Überwachungsschaltung UX treten kann. Zusätzlich zum Ringkern RK X ist ein zweiter Ringkern RKXX vorgesehen, der ebenfalls eine Vormagnetisierungswicklung WIl, eine Kompensationswicklung W22, Steuerwicklungen W33 und W44 sowie eine Ausgabewicklung W55 enthält. Die Kompensationswicklungen W2 und W22 und die Vormagnetisierungswicklungen W1 und WIl der beiden Ringkemc RK X und RK 11 haben jeweils gleichen Wicklungssinn. Die Steuerwicklungen W3 und W4 sowie die entsprechenden Steuerwicklungen W33 und W44 der Ringkerne RK 1 und RKiX haben dagegen entgegengesetzten Wicklungssinn. Sie werden vom Taktstrom so durchflossen, daß dann, wenn die: beiden Ringkerne RK 1 und RK 11 ummagnetisiert sind beide Ringkerne RK 1 und RK W stets verschiedene Remanenzlagen haben. Die Ausgabewicklungen W5 und W55 der Ringkerne RK 1 und RKW haben entgegengesetzten Wicklungssinn und sind so zusammengeschaltet, daß sich die in ihnen beim Ummagnetisieren durch die Taktimpulse induzierten Spannungen addieren. Die Vormagnetisierungswicklungen Wl und WIl und die Kompensationswicklungen W2 und W22 sind so geschaltet, daß sich die in ihnen beim Ummagnetisieren der Ringkerne RK 1 und RK W durch die Taktimpuls« des Taktgenerators TG induzierten Spannungen kompensieren. Rückwirkungen auf den Näherungsschalter Λ/sind damit ausgeschlossen. Somit kann auf Drosseln DR 1 und DR 2, wie sie in der Überwachungseinrichtung U\ nach Fig. I vorgesehen sind, verzichtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Fernwirkeinrichtung für das Eisenbahnsicherungswesen mit einer Gebereinrichtung, einer Meldeeinrichtung und einer Überwachungseinrichtung für den Betriebsstrom der Gebereinrichtung, wobei die Überwachungseinrichtung aus mindestens einem magnetischen Speicherkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife besteht, und ein Taktgene- rator über mindestens eine Steuerwicklung jeden Speicherkern zwischen seinen Remanenzlagen hin- und herschaltet, solange der über eine Vormagnetisierungswicklung jedem Speicherkern zugefßhrte Betriebsstrom der Gebereinrichtung nicht von einem vorgegebenen Sollwert abweicht, und wobei die Impulse mindestens einer Ausgabewicklung der Speicherkerne den gefahrlosen Zustand der Fernwirkeinrichtung darstellen, gekennzeichnet durch eine Gebereinrichtung (N, Fig. 1), die bei einer Beeinflussung ihre Wirkstellung einnimmt und in dieser einen vom Sollwert abweichenden Betriebsstrom aufnimmt und ferner dadurch gekennzeichnet, daß als Meldeeinrichtung die Überwachungseinrichtung (Ui, M, S)[Verwendung findet, die die Sollwertabweichung signalisiert und damit die Beeinflussung der Gebereinrichtung (N) meldet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Speicherkern eine zusätzliche Kompensationswicklung aufweist, die einen einstellbaren und von der Betriebsspannung der Fernwirkeinrichtung abhängigen Strom führt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Meldeeinrichtung zwei Speicherkerne (RK 1, RKU; Fig.2) vorgesehen iind, die mittels Steuerwicklungen (W3, Wt; W33, W44) vom Taktgene- rator (TG)\m Gegentakt zwis hen ihren Remanenzlagen hin- und herschaltbar sind.