DE2521307C3

DE2521307C3 - Fernwirkeinrichtung für das Eisenbahnsicherungswesen

Info

Publication number: DE2521307C3
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: 1979-09-06
Also published as: AT356706B; ATA243876A; DE2521307A1; CH602398A5; DE2521307B2

Description

40

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 Vormagnetisierungswickiung 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 w> 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 Schwingungsamplitude 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 Meldeeinrichtung stellt für den Eisenbahnbetrieb ebenfalls einen gefährlichen Zustand dar, weil die Wirkstellung der Gebereinrich- >ung nicht mit Sicherheit festgestellt werden kann. C aher ist es zweckmäßig, Defekte in gleicher Weise wie eine Beeinflussung der Gebereinrichtung sicherungstechnisch anzuzeigen.

So ist z. B. aus der DE-PS 15 30 445 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 Gleichstromversorgungsstörungen festgestellt werden; da aber gesonderte Anzeigegeräte und Überwachungseinrichtungen erforderlich sind, ist hierzu ein erheblicher Aufwand an technischer. 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 Meldeeinnchtung festzustellen; diese Fernwirkeinnchtung soll den im Eisenbahnwesen üblichen hohen Anforderungen in bezug auf Sicherheit, und Zuverlässigkeit genügen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß 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 Steuerwicklungen 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 Kompensationsstromkreis 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 Überwachungseinrichtung mit einem Ringkern als Meldeeinrichtung,

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

In Fig. 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 Teingestellt 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 Cl 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 Betriebsnihestrom Ji. 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 /auf Werte einstellt die um bestimmte Beträge vom Betriebsruhestrom /1 bzw. dem in Wirkstellung der Gebereinrichtung sich einstellenden Betriebsstrom /2 abweicht:

	Betriebsstrom /
Kurzschluß von Cl	/>/■
Unterbrechung von C1	HF-Störungen
	auf der
	Zuleitung,
	keine Gefahr
Unterbrechung von R 1	*l<h*
Unterbrechung von R 2	*Js h*
Unterbrechung von T	JSh
Kurzschluß von T	*l>h*
Unterbrechung von D	*l>h*
Kurzschluß von D	JSh
Unterbrechung von C2	/=h
Kurzschluß von C2	*J= h*
Unterbrechung von L
(zwischen Dund Emitteranzapfung)	*l>h*
Unterbrechung von L
(zwischen Emitteranzapfung von C2)	Kh
Kurzschluß von L	J-I?

Es zeigt sich, daß ein auftretender Defekt des Näherungsschalters /V stets eine Abweichung des Betriebsstromes / vom Betriebsruhestrom /1 bewirkt. Näherungsschalter mit nach anderen Grundschaltungen arbeitenden Oszillatoren lassen sich ebenfalls so aufbauen, daß der Betriebsstrom /1 nur dann fließt, wenn der Näherungsschalter fehlerfrei und unbeeinflußt ist.

Für die Versorgungsleitung zwischen Näherungsschalter N und Überwachungsschaltung Ui sind folgende Defekte denkbar:

Betriebsstrom /

Bruch der Versorgungsleitung ]<h

Kurzschluß der Versorgungsleitung J> J\

Auch diese Defekte werden von der Überwachungs-

IU schaltung LJ1 erkannt

Zur Überwachung des Betriebsstromes / des Näherungsschalters N und gleichzeitig zur Meldungsabgabe dient in F i g. 1 eine Überwachungseinrichtung bestehend aus einer Überwachungsschaltung LJi, einer Meldeschaltung Mund einer Stromversorgung S. Die Stromversorgung S liefert den benötigten Betriebsstrom /. Der Betriebss'.rom des Näherungsschalters N fließt über die Vormagnetisierungswicklung Wi des Ringkernes RK i. Bei unbeeinflußten- ;Mäherungsschalter stellt sich der Betricbsruhestrom j \ e^:n. Außerdem wird von der Stromversorgung 5 über einen Vorwiderstand RK ein Kompensationsstrom über eine Kompensationswicklung V/2 des Ringkernes RK i geführt, der so bemessen ist, daß sich die vom Betriebsruhestrom /1 und die vom Kompensationsstrom im Ringkern RK 1 erzeugten magnetischen Feldstärken bei unbeeinflußtem Näherungsschalter und ordnungsgerechtem Betriebszustand der Fernwirkeinrichtung kompensieren. Ein von der Stromversorgung Sgespeister Taktgenerator TG schaltet in einem vorgegebenen Takt abwechselnd positives Potential an seine beiden Ausgänge und erzeugt mittels der Steuerwicklungen Wi und IV 4 im Ringkern RK i eine im vorgegebenen Takt ihre Richtung vertauschende magnetische Feldstärke, deren Betrag um eine Soll-Feldstärke größer ist als die koerzitive Feldstärke des Ringkernes RKi. Die Gleichstrombelastung für die Stromversorgung S lurch den Taktgenerator TG ist somit nahezu konstant. Der Ringkern RKI ist mit einer Ausgabewicklung W5

w vers-.hen, die beim Ummagnetisieren des Ringkernes RK i durch die Taktimpulse des Taktgenerators TG Impulse an die nachgeschaltete Meldeschaltung M weiterführt. In ihr werden Impulse der Ausgabewicklung W5 des Ringkernes RK Ϊ einem Verstärker V

■»"· zugeführt, der ebenfalls von der Stromversorgung S gespeist ist. Die verstärkten Impulse werden über einen Transformator TR einem Gleichrichter G zugeführt, der ein Melderelais R speist. Wenn sich die durch den Betriebsstrom /und die durch den Kompensationsstrom

w im Ringkern RK 1 erzeugten magnetischen Feldstärken nur bis auf eine Differenzfeldstärke kompensieren, erfolg» sobald der Betrag der Differenzfeldstärke den Betrag der Soll-Feldstärke überschreitet, keine Ummagnetisierung des Ringkernes RK i im Takt des Taktgenerators TG mehr. Die beim Ummagnetisieren des Ringkernes RK 1 sowohl in der Vormagnetisierungswicklung Wl als auch in der Kompensationswicklung W2 auftreterJen Impulse werden durch in den Kompensationsstromkreis wie auch in den zu überwa-

wi chenden Betriebsstromkreis des Näherungsschal'ers N geschaltete Drosseln DR 1 und DR 2 wechjelstrommäßig abgeblockt.

Bei unbeeinflußtem Näherungsschalter N und ordnungsgemäßem Betriebszustand der Fernwirkeinrich-

" tung ist das Relais R ständig erregt und kennzeichnet damit den gefahrenlosen Zustand der Einrichtung. Spricht der Näherungsschalter N an oder tritl einer der vorgenannten Defekte oder eine Störung auf, dann

ändert sich der Wert des Retripbsstromes und die über die Wicklungen Wl und W 2 des Ringkernes RK 1 fließenden Ströme erzeugen Feldstärken, die sich nicht mehr vollständig kompensieren. Von einer vorwählbaren Größe der sich ergebenden Differenzfeldstärke an können die Taktimpulse des Taktgenerators TC den Ringkern RK 1 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 Überwachung^Cidi.''ltung /72, die ar. die Stelle der Überwachungsschaltung U\ treten kann. Zusätzlich zum Ringkern ΛAC 1 ist ein zweiter Ringkern RK 11 vorgesehen, der ebenfalls eine Vormagnetisierungswicklung VVIl, eine Kompensationswicklung IV22, Steuerwicklungcn W 33 und W 44 sowie eine Ausgabewicklung W55 enthält. Die Kompensationswickluneen W2 und W22 und die Vormagnetisierungswicklungen Wl und WIl der beiden Ringkerne RK 1 und RK U haben jeweils gleichen Wicklungssinn. Die Steuerwicklungen W3 und W4 sowie die entsprechenden Steuerwickliingen W33 und W44 der Ringkerne RK 1 und RK \i haben dagegen entgegengesetzten Wicklungssinn. Sie werden vom Taktstrom so durchflossen, daß dann, wenn die beiden Ringkerne RK 1 und RK 11

"j ummagnetisiert sind, beide Ringkerne A?AC 1 i-nd RK 11 stets verschiedene Remanenzlagen haben. Die Ausgabewicklungen W5 und W55 der Ringkerne RK 1 und RKW haben entgegengesetzten Wicklungssinn und sind so zusammengeschaltet, dall sich die in ihm·" beim

ίο I Immafnetisieren durch die Taktimpulse induzierten Spannungen addieren. Die Vormagnetisicrungswicklungen Wl und WIl und die Kompensationswicklungen W2 und W22 sind so geschaltet, daß sich die in i'n'.n beim Ummagnetisieren der Ringkerne RK 1 und RK 11

H durch die Taktimpulse des Taktgenerators TG induzierten .Spannungen kompensieren. Rückwirkungen auf r!?~ Näherungsschalter N sind dari'ii ausßcschlossen. Somit kann auf Drosseln DR 1 und DR 2, wie sie in der Überwachungseinrichtung U\ nach F i g. I vo; gesehen sind, ve _htet werden.

Hierzu 1 Blatt Zcicliiiunccn

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 Taktgenerator über mindestens eine Steuerwicklung jeden Speicherkern zwischen seinen Remanenzlagen 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 Ausgabe wicklung der Speicherkerne den gefahrlosen Zustand der Fernwirkeinrichiujg darstellen, gekennzeichnet durch eine Gebereinrichtung (N, Fig.!), 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 (U 1, 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 Spe'cherkerne (RK 1, RK II; Fig. 2) vorgesehen sind, Jie mittels Steuerwicklungen (W3, W4; W33, W44) vom Taktgenerator (TG) im Gegentakt zwischen ihren Remanenzlagen hin- und herschaltbar sind.