DE263020C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

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- M 263020 KLASSE 201 GRUPPE- M 263020 CLASS 201 GROUP

in LONDON.in London.

Die Erfindung betrifft ein Motorrelais, insbesondere für Eisenbahnsignalanlagen, dessen Kontakte durch einen in seiner Umdrehungsgeschwindigkeit von der Art des dem antreibenden Motor zugeführten elektrischen Stromes abhängigen Fliehkraftregler gesteuert werden.The invention relates to a motor relay, in particular for railway signal systems, its Contacts by one in its speed of rotation of the type of the driving one Motor supplied electric current dependent centrifugal governor can be controlled.

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht in der Verwendung eines Mehrphaseninduktionsmotors mit besonders angeordneten Wicklungen, wodurch eine gesteigerte Wirksamkeit des Relais erreicht und weiter ermöglicht wird, daß der Läufer schnell zur Ruhe gebracht wird, indem man den Erregerstrom nur der Wicklung einer Phase des Mo- *5 tors zuführt.The essential feature of the invention is the use of a multiphase induction motor with specially arranged windings, which increases the effectiveness of the relay is achieved and it is further made possible that the rotor is quickly brought to rest by the excitation current feeds only the winding of one phase of the motor.

Weitere Kennzeichen der Erfindung haben den Zweck, zu verhindern, daß der Läufer des Relais in einer der gewöhnlichen Umlaufrichtung entgegengesetzten Richtung umläuft. Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar sindFurther features of the invention have the purpose of preventing the runner of the relay rotates in a direction opposite to the normal direction of rotation. The subject of the invention is shown in the drawings, for example are

Fig. ι eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Relais, Fig. Ι a side view of an embodiment of the relay,

Fig. 2 ein senkrechter Schnitt nach Linie ΙΪ-ΙΙ der Fig. i,Fig. 2 is a vertical section along line ΙΪ-ΙΙ of Fig. i,

Fig. 3 ein wagerechter Schnitt nach Linie III-III der Fig. i, wobei auch einige Teile des Motors geschnitten sind,Fig. 3 is a horizontal section along line III-III of Fig. I, with some parts of the Motors are cut,

Fig. 4 ein Schaltungsschema für eine Eisenbahnsignalanlage mit dem Relais;4 shows a circuit diagram for a railway signal system with the relay;

Fig. 5 und 6 stellen in größerem Maßstabe Einzelheiten des Relais dar.Figs. 5 and 6 represent on a larger scale Details of the relay.

In den Zeichnungen ist der Antriebsmotor des Relais als Zweiphaseninduktionsmotor mit einem lamellierten Ständer ι dargestellt, der an dem Rahmen oder der Grundplatte 2 befestigt ist. Der Ständer ι ist mit einer Anzahl nach innen vorspringender Pole 3 versehen, die von zwei Gruppen von Wicklungen 4 und 5 umgeben sind, d. h. einer Gruppe für jede Phase. Der Läufer ist als ein Zylinder 6 von elektrisch leitendem, nicht magnetischem Material, z. B. Kupfer, dargestellt, in dem ein feststehender lamellierter Eisenkern 7 angeordnet ist. Der Luftspalt zwischen den Ständerpolen 3 und dem Kern 7 ist weit genug, um ein freies Umlaufen des Läufers 6 zu ermöglichen. Es ist selbstverständlich, daß auch irgendeine andere Form des Läufers als die zylindrische ebensogut verwendet werden kann; jedoch besitzt die zylindrische Form die Vorteile eines leichten Gewichtes und eines verhältnismäßig geringen Trägheit-■ momentes.In the drawings, the drive motor of the relay is shown as a two-phase induction motor a laminated stand ι is shown, which is attached to the frame or the base plate 2 is. The stand ι is provided with a number of inwardly protruding poles 3, surrounded by two sets of windings 4 and 5, d. H. one group for each phase. The runner is as a cylinder 6 of electrically conductive, non-magnetic material, e.g. B. Copper, shown in which a fixed laminated iron core 7 is arranged. The air gap between the Stator poles 3 and the core 7 is wide enough to allow the rotor 6 to rotate freely to enable. It goes without saying that some other form of runner can be used as well as the cylindrical one; however, has the cylindrical Form the advantages of light weight and relatively low inertia- ■ moments.

Wenn ein Relais dieser Art für bestimmte Zwecke verwendet wird, ist es wünschenswert, daß der Motor aufhört umzulaufen, wenn der Strom in der einen Wicklung unterbrochen wird. Bei der gewöhnlichen Form von In'duktionsmotoren sind die Ständerwicklungen so verteilt, daß die Größe der Felddichte über einer Polfläche ungefähr eine Sinusfunktion ist; in diesem Falle läuft der Motor als Einphaseninduktionsmotor weiter, wenn der Strom der einen Phasenwicklung unterbrochen wird. Eine Besonderheit des Erfindungsgegenstandes besteht nun darin, die Ständerwicklungen des Motors zu konzentrieren, d. h. alle Windungen eines Poles um den ganzen Pol zu wickeln,When a relay of this type is used for certain purposes, it is desirable to that the motor stops rotating when the current in one winding is interrupted will. In the usual form of induction motors, the stator windings are like this distributed that the size of the field density over a pole face is approximately a sine function is; in this case the motor continues to run as a single phase induction motor when the current the one phase winding is interrupted. A special feature of the subject matter of the invention is now to concentrate the stator windings of the motor, i. H. all turns to wrap a pole around the whole pole,

so daß die Felddichte über der Polfläche gleichmäßig ist, wodurch erzielt wird, daß der Läufer, wenn nur eine Phasenwicklung erregt ist, wie ein geschlossener elektrischer Stromkreis wirkt, der sich in einem magnetischen Feld dreht. Dadurch wird die Bewegung des Rotors verzögert, und der Strom in der Wicklung der einen Phase wirkt als Bremse, um den Läufer schnell zur Ruhe zuso that the field density is uniform over the pole face, whereby it is achieved that the rotor, when only one phase winding is excited, like a closed electrical one Electric circuit that rotates in a magnetic field. This will make the movement of the rotor is decelerated, and the current in the winding of one phase acts as a brake in order to quickly bring the rotor to rest

ίο bringen. Diese Anordnung kann für Motoren mit verschiedenen Arten von Läufern verwendet werden, gleichgültig, ob der Läufer aus einem leitenden Z3'linder besteht, der in dem Luftspalt zwischen dem Ständer und einem feststehenden Eisenkern umläuft, oder ob er ein magnetischer Körper ist, in den die Leiter eingebettet sind, wie er im allgemeinen als Käflganker verwendet wird. Eine Form der erwähnten Anordnung der Wicklungen ist in Fig. 3 dargestellt.ίο bring. This arrangement can be used for engines Can be used with different types of runners, regardless of whether the runner is from a conductive cylinder consists in the Air gap between the stand and a fixed iron core revolves, or whether he is a magnetic body in which the conductors are embedded, as it is generally called Käflganker is used. One form of the aforementioned arrangement of the windings is shown in FIG Fig. 3 shown.

Der Zylinder 6 des Läufers wird von einer Stütze 8 getragen, die an dem oberen Ende einer Achse 9 befestigt ist. Kugellager 10 und 11, die in einer hohlen, feststehenden Büchse 12 angeordnet sind, tragen die Achse 9. Die Stütze 8 besitzt an ihrem oberen Ende zwei Gabeln 13, in denen zwei Arme 14 mit Gewichten 15 gelenkig angeordnet sind, die, wenn die Stütze in Umdrehung versetzt wird, durch die Fliehkraft nach außen getrieben werden.The cylinder 6 of the runner is supported by a support 8 attached to the upper end an axis 9 is attached. Ball bearings 10 and 11, which are in a hollow, fixed sleeve 12 are arranged, carry the axis 9. The support 8 has two at its upper end Forks 13 in which two arms 14 are articulated with weights 15 which, when the support is set in rotation, it is driven outwards by centrifugal force will.

Die oberen Enden der Arme 14 sind nach innen gebogen und wirken mit dem Kopf 16 einer Stange 17 derart zusammen, daß diese nach unten gezogen wird, wenn die Gewichte nach außen gehen. Die Stange 17 wird durch das hohle obere Ende der Stütze 8 geführt und ist durch ein Kugellager 18 mit einem Lenker 19 verbunden, der an seinem oberen Ende gelenkig mit einem Hebel 20 in Verbindung steht. Der Hebel 20 ist an einer Kontaktstange 21 befestigt, die bei 22 an Konsolen 23 des Deckels 24 gelenkig gelagert ist. Die Kontaktstange 21 trägt Kontaktfinger 25, die mit entsprechenden feststehenden Kontakten 26 in Berührung kommen, wenn der Läufer 6 mit einer bestimmten Geschwindigkeit oder darüber angetrieben wird. Weiter trägt sie Kontaktfinger 27, die fest-The upper ends of the arms 14 are bent inward and cooperate with the head 16 a rod 17 together in such a way that this is pulled down when the weights go outside. The rod 17 is passed through the hollow upper end of the support 8 and is connected by a ball bearing 18 to a handlebar 19, which at its upper The end is articulated with a lever 20 in connection. The lever 20 is attached to a contact rod 21 at 22 Brackets 23 of the cover 24 is articulated. The contact rod 21 carries contact fingers 25, which come into contact with corresponding fixed contacts 26 when the rotor 6 is at a certain speed or is driven above. She also has contact fingers 27, which

5* stehende Kontakte 28 berühren, solange der Läufer 6 stillsteht oder mit einer geringeren Geschwindigkeit umläuft.Touch 5 * standing contacts 28 as long as the rotor 6 is stationary or with a lower one Speed revolves.

Die Fliehkraft, die auf die Gewichte 15 einwirkt, ist proportional dem Quadrat der Umdrehungsgeschwindigkeit, und da diese ungefähr proportional der Frequenz des dem Motor zugeführten Wechselstromes ist, so ergibt sich, daß bei Verwendung von geeigneten Zentrifugalgewichten 15 die zum Schließen der Kontakte 25, 26 notwendige Kraft einen dem Motor zuzuführenden Strom erfordert, dessen Frequenz nicht unterhalb einer gewissen vorherbestimmten Frequenz liegt. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß diese Frequenz höher ist als die irgendeines fremden Stromes, der gelegentlich in das Relais eintreten kann, so daß das Relais als Wahlrelais wirkt.The centrifugal force acting on the weights 15 is proportional to the square of the speed of rotation, and since this is roughly proportional to the frequency of the alternating current supplied to the motor, it follows that that when using suitable centrifugal weights 15 to close the contacts 25, 26 necessary force requires a current to be supplied to the motor, its Frequency is not below a certain predetermined frequency. The order can be such that this frequency is higher than that of any foreign current, which can occasionally enter the relay, so that the relay acts as a selector relay.

Da der in dem beschriebenen Relais verwendete Motor einer Mehrphasentype angehört, hängt die Richtung der Umdrehung von der gegenseitigen Richtung der Ströme in den verschiedenen Phasenwicklungen ab. Manchmal ist es wünschenswert, die Umdrehung in einer Richtung zu verhindern, und in folgendem sind an Hand der Fig. 2, 5 und 6 zweckmäßige Anordnungen beschrieben, um dies zu erreichen. Nach diesen Figuren' ist der Kopf 16 mit Sperrzähnen 29 versehen, und die Kontaktstange 21 trägt eine Klinke 30, die, wenn die Kontaktstange 21 in der Ruhestellung ist, in die Zähne 29 eingreift, um eine Drehung in der einen Richtung zu verhindern. Wenn die Kontaktstange 21 durch die Drehung des Motors in der entgegengesetzten Richtung angehoben wird, so wird die Klinke 30 außer Eingriff mit den Zähnen 29 gebracht, so daß, wenn das Relais wirksam ist, die Klinke 30 der Drehung des Motors keinen Widerstand leistet.Since the motor used in the relay described is of a multi-phase type, the direction of rotation depends on the mutual direction of the currents in the different phase windings. Sometimes it is desirable to turn in to prevent one direction, and in the following are useful with reference to FIGS. 2, 5 and 6 Arrangements are described to achieve this. After these figures' is the head 16 provided with ratchet teeth 29, and the contact rod 21 carries a pawl 30 which, when the contact rod 21 is in the rest position, engages the teeth 29 to a To prevent rotation in one direction. When the contact rod 21 by the rotation of the motor is raised in the opposite direction, the pawl 30 is disengaged from the teeth 29, so that when the relay is operative, the pawl 30 has no resistance to the rotation of the motor perform.

In Fig. 4 ist eine zweckmäßige Type einer Eisenbahnsignalanlage für elektrische Bahnen mit einem Relais nach der Erfindung dargestellt, die nun beschrieben werden soll.Referring to Fig. 4, there is a convenient type of railway signaling system for electric railways shown with a relay according to the invention, which will now be described.

Mit 41, 42 und 43 sind drei einander benachbarte Blockabschnitte der Anlage bezeichnet, die voneinander durch entsprechende Isolationen 44 elektrisch isoliert sind, wobei .jedoch Induktionsverbindungen 45 vorgesehen sind, um den Betriebsstrom in bekannter Weise um die Isolation herumzuleiten. BeiWith 41, 42 and 43 three adjacent block sections of the plant are designated, which are electrically isolated from one another by corresponding insulation 44, wherein .jedoch induction connections 45 are provided to the operating current in a known Way to bypass the isolation. at

46 ist eine Wechselstromquelle für Signalstrom dargestellt, die mit einer Übertragungsleitung46, an AC power source for signal power is shown which includes a transmission line

47 verbunden ist. Von dieser wird der Strom durch einen Transformator 48 nach den Laufschienen des Blockabschnittes 42 geführt und durch einen Transformator 49 zu den Schienen der Blockstrecke 41. Die eine der Phasenwicklungen 5 des Relais wird von dem Blockabschnitt 42 erregt, die andere Phasenwicklung 4 von der Übertragungsleitung 47. Die Kontakte 25, 26 des Relais überwachen den Steuerstromkreis eines Signales 50. Da ein Zweiphaseninduktionsmotor die höchste Wirksamkeit besitzt, wenn die Ströme in den beiden Phasen wicklungen um 90 ° gegeneinander verschoben sind, ist es zweckmäßig, eine Anordnung zu treffen, daß die Ströme in den Phasenwicklungen 4 und 5 so weit als möglich senkrecht zueinander stehen. Da die Phasenwicklung 5 mit der induktiven Verbindung 45 parallel geschaltet ist, die eine hohe Reaktanz besitzt, hat der Strom in der Wick-47 is connected. From this the current is fed through a transformer 48 to the rails of the block section 42 and passed through a transformer 49 to the rails the block section 41. The one of the phase windings 5 of the relay is of the Block section 42 energized, the other phase winding 4 from transmission line 47. The contacts 25, 26 of the relay monitor the control circuit of a signal 50. Da a two-phase induction motor is most effective when the currents in the the two phase windings are shifted by 90 ° from each other, it is advisable to to make an arrangement that the currents in the phase windings 4 and 5 as far as possible perpendicular to each other. Since the phase winding 5 with the inductive connection 45 is connected in parallel, which has a high reactance, the current in the winding

Claims

treatment 5 has a high power factor; she can just lead the imposed tension. It is desirable that the winding 4 current flowing through has a low power factor, and in order to achieve this, is a choke coil 51 connected in series with this winding. To further the phase shift To make the currents flowing through the two relay windings as large as possible, the coils are the Winding 4 placed on the lower part of the stator slots where the magnetic Dispersion and, as a result, the reactance is greatest while winding the coils 5 are located near the ends of the slots where the magnetic scattering is small is; this arrangement of the windings is shown in FIG.

The effect of the signal system shown in Fig. 4 is as follows:

If the block section 42 is not occupied by a vehicle or train, so that both phase windings 4 and 5 of the relay are excited by the signal current, so the relay motor works continuously, thereby keeping the contacts 25 and 26 closed and bringing them the signal 50 in the driving position. If now a vehicle or a train enters the block section got so. this switches off the signal current from the relay windings 5, and the current in the other winding 4 acts as a brake to speed the motor Bring calm. This will open contacts 25 and 26 and the signal can go into the stopping position fall. In the event that a rail in the block section 42 is broken is or a connection in any part of the track circuit this Section is interrupted, the signal .4 ° current of the relay winding 5 ■ is switched off, and the current of the winding 4 acts as a result of the described arrangement of the winding Brake to bring the motor to a standstill so that the signal 50 indicates the danger position.

Should the insulation 44 between the block sections 41 and 42 be damaged, so relay winding 5 would receive power from transformer 49. This transformer is, however, as can be seen from Fig. 4, the reverse of the transformer 48 connected to the rails, so that the current from the transformer 49 the motor of the relay in the reverse direction of that ordinary drive would seek. However, this rotation would be performed by the pawl 30 and the ratchet wheel 29 can be prevented, so that the relay remains idle and the signal indicates the danger.

From the description it can be seen that if a relay according to the invention as a rail relay used in a railway signaling system, one of the relay windings from the running rails and the other from the Signal power source is energized independently of the running rails, reducing energy consumption considerably below those otherwise required for the operation of rail relays with a centrifugal device required amount is reduced.

Various modifications can be made in the design and arrangement of the relay described can be taken without departing from the essence of the invention.

π λ · ■

I Λ T E X T - A N S P R U C H E :I Λ TEXT - ANSP R EARCH:

ι. Electrical relay device, in particular for railways, with control of the relay contacts by centrifugal force, characterized in that the motor as Polyphase induction motor is designed with separate phase windings, the one winding continuously with the signal current source is connected, while the other is connected to a monitoring circuit is connected.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the phase windings (4 .. 5) of the induction motor consist of coils, each of which is a single Pole of the magnetic system surrounding the motor, and only one of the phase windings is excited by current when the rotor (6) of the motor is to be brought to rest.

3. Relay according to claim 1, characterized in that the rotor (6) of the Polyphase motor a locking device (29, 30) is arranged, which the rotation of the rotor (6) prevented in one direction.

4. Relay according to claim 3, characterized in that the locking device (29, 30) is deactivated as soon as the runner (6) reaches a certain speed has reached.

1 sheet of drawings.