DE2712658A1

DE2712658A1 - Eisenbahn-sicherheitssystem unter verwendung der stromstaerke

Info

Publication number: DE2712658A1
Application number: DE19772712658
Authority: DE
Inventors: Domenico Bongiorno
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1977-09-29
Also published as: GB1576357A; JPS52116516A; FR2345332A1; US4133505A

Description

I-Massa 21. März ^^^^

^ieenbahn-Sicherheitss^stem unter Verwendung der_Stromstäreke

Die !Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für die Eisenbahn unter Verwendung der Stromstärke, das einen fast vollständigen Schutz gegen die Möglichkeit von Zusammenstößen bietet, obgleich es einen starken Schienenverkehr mit einem optimalen Linienausnutzungsfaktor gestattet.

s ist bisher bekannt, aus Gründen der Sicherheit den Abstand zwischen Zügen, die auf derselben Schiene fahren, mit dem Auge, der Zeit oder der Strecke zu messen. Die erste Messung, die dem Fahrer anvertraut wird, wird nur in Ausnahmefällen und bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten benutzt. Der Zeitabstand, der auf das Abfahren von Zungen in festgelegten Abständen basiert, bietet keine Garantie gegen die Gefahr von Zusammenstößen und ist deshalb mit anderen Vorschriften kombiniert worden, die in jedem Fall zu einer relativ geringen theoretischen Linienkapazität führen.

Der sogenannte Streckenabstand erfordert die Unterteilung der Linie in Sektoren, die durch Signale markiert sind und die jeweils von einem einzigen Zug eingenommen werden können, nachdem esin unmittelbar davor fahrender Zug einen solchen Sektor verlassen hat. Die Kontrolle, ob ein Sektor frei ist, kann von einer Person oder mechanisch vorgeanommen werden, indem beispielsweise zwei Achszählervorrichtungen benutzt werden, die die Zahl der Achsen eines Zugs mit dessen 'infahren und Herausfahren in einen bzw. aus einem Sektor vergleichen und das

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infahrtn eines Zugs in den Sektor agestatten, nachdem diese Kontrolle vorgenommen worden ist. s gibt auch automatische Blockicrsystenie, bei d^n η Signale, die die zu befahrenden Strecken anzeigen, von den Zügen durch sogenannt- "Streckenkreiso" kontrolliert bzw. gesteuert werden.

s i3t auch bekannt, daß allu diese Sicherheitssysteme nicht ganz zufriedenstellend sind, weil sie bekanntermaßen teuer sind und trotzdem nicht eine optimale Streckenausnutzung gestatten.

's ist ferner festzustellen, daß die vorstehenden Methoden sich auf Linien beziehen, die doppelgleisig sind, wobei jedes Gleis von Zügen befahren wird, die in die gleiche Sichtung fahren, während bei eingleisigen Strecken, bei denen die selbe Strecke für Züge benutzt wird, die in entgeegegengesetzte Richtungen fahren, eine Sicherheit nur durch Abstand garantiert werden kann, was ersichtlich die Verkehrsfrequenz weiter verringert.

j_in Eisenbahn-Sicherheitssystem ist Gegenstand der Erfindung, bei dem mit der Stromstärke gearbeitet wird, unJ. dieses sieht die Beseitigung der vorstehend erwähnten Nachteile von Systemen vor, die nach dem Stand der Technik ausgebildet sind, ermöglicht eine besonders hohe Sioherheitsschwelle und behält gleichzeitig eine gute Verkehrsfrequenz der Strecke bei, selbst bei eingleisigen Strecken.

Das Eisenbahn-Sicherheitssystem nach der Erfindung gibt dem Zugführer eine genaue Angabe über die Entfernung zwischen seinem Zug und dem auf derselben Strecke vorherfahrenden wie auch dem nachfolgenden, und zwar durch Anzeiger oder Aufzeichnungsgeräte. Durch Ablesen dieser Instrumente kann eine geschlossener Punkt mit bestimmten Unterschieden mit einem stehenden Zug davor verglichen und ale solches Signalisiert werden.

Nach einem Merkmal der Erfindung erfolgt ein automatisches und schnelles Blockieren des Zugs ohne manuelles Eingreifen des Führers, wenn das Instrument anzeigt, daß der Abstand zum vorherfahrenden oder näch-

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sten Zug unter einen Sollwert abfällt.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein System für die automatische Regelung des Schienenverkehrs in Bahnhöfen zu schaffen.

Diese Möglichkeiten und Vorteile werden durch Benutzung eines Systems erzielt, das im wesentlichen aus einer Vorrichtung besteht, die rollend sowie in fixen Positionen eingebaut ist, insbesondere eine Widerstandsleitung, die parallel zu den Gleisen verläuft.

Das Eisenbahn-Sicherheitssystem nach der Irfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Zug ein Gleichstromgenerator und ein Wendeimpulsrelais zum Wenden der von dem Generator an zwei Halbkreise angelegten Polarität vorgesehen sind, von denen der erste, der als "vorderer Halbkreis" bezeichnet wird, die Spule mindestens eines Relais, einen Wideretand und ein Amperemeter enthält, und der zweite, der als "hinterer Halbkreis" bezeichnet wird, ein zweites Amperemeter, das mit dem ersten identisch ist, und einen kompensierenden Widerstand aufweist, und daß ortsfeste Installationen vorgesehen sind, zu denen eine Stromleitung parallel zum Gleis gehört, längs der der Strom nur in einer Richtung fließen kann und die einen bestimmten Widerstand pro Längeneinheit hat und an der zwei Kontakte, "Pantographen" pro Zug schleifen, derart, daß an einem Abschnitt der Widerstandsleitung die beiden Halbkreise geschlossen werden und für zwei aufeinanderfolgende Züge auf demselben gleis ein Kreis gebildet wird, der aus dem vorderen Halbkreis itades folgenden Zugs und dem hinteren Halbkreis des vorherfahrenden Zugs, der in gleicher Richtung fährt, oder im Falle des Fahrens zweier Züge aufeinander zu aus den beiden vorderen Halbkreisen besteht.

3s ist festzustellen, daß die vorstehend erwähnte Widerstandeleitung eine Luftleitung oder ein gesogenanntes "drittes Gleis" sein kann. Im ersten Fall sind die Schleifkontakte am Zug echte Pantographen, während sie im zweiten Fall anders sein können, auch wenn sie in der folgenden Beschreibung durchweg als S"Pantographen" bezeichnet werden.

Fhe mit einer detaillierten Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems

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begonnen wird, werden einige Anmerkungen bezüglich der Anordnung der Pantographen gemacht, vor allem insofern, als es um den sogenannten "Sicherheitsabstand" geht, in Verbindung mit dem die Blockiervorrichtung am nachfolgenden Zug ausgelöst wird.

Dieser Abstand wird auf der Grundlage der Strekckenlänge errechnet, die zum Anhalten des Zugs benötigt wird, plus einer bestimmten Strecke, die immer zwischen zwei stehenden Zügen als ein kleinster Grenzwert vorhanden sein soll. Nachfolgend wird der letztgenante Abstand als der "Betriebsabstand" bezeichnet, und er muß immer berücksichtigt werden, so daß die mögliche Zuglänge des ersten Zugs darin erfaßt wird und so daß die Stromstärke im geschlossenen Kreis zwischen zwei Zügen keine Werte erreichen kann, um das Wenderelais des zweiten Zugs voll zu erregen, was zu einem ungeeigneten Wenden der Relaiskontakte führen würde, dem nach einem kurzen Intervall ein weiteres Wenden folgte, und so weiter.

Die Erfindung ist nachstehend an.Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kreises, bestehend aus der Widerstandsleitung und einer an Lokomotiven eingebauten Vorrichtung, sowie ein vereinfachter Hochspannungskreis, der die Motoren speist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung dreier aufeinanderfolgender Züge aus demselben Gleis und der der von ihnen an der Widerstandsleitung geschlossenen jeweiligen Kreise,

Fig. 3 eine Detaildarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Kreises, in den das Wenderelais nach Fig. 1 eingeschaltet ist,

Fig. 4 Die Anordnung eines Abschnitts der Widerstandsleitung,

Fig. 5 und 5& eine Vorderansicht bzw. eine Drauftsicht der Reihenverbindung zweier aufeinanderfolgender Leitungsabschnitte,

Fig. 6 ein Schaltbild der Verbindung zweier Halbkreise in der Leitung in einer Position, in der ein Zug angehalten werden soll und der Abstand zwischen dem kommenden Zug und der Position angegeben werden soll,

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Fig. 7 eine schematißche Darstellung der Stelle mit den Verbindungen der Widerstandsleitung für das Sicherheitssystem nach der r-

findung und
Fig. 8 ein Schaltbild für die Verbindung in der Position, in der zwei Widerstandsleitungen zuksammenkomiaen, die eine unterschiedliche Stromrichtung haben.

Insbesondere gemäß der Darstellung in Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße System im wesentlichen aus der am Zug installierten Vorrichtung, normalerweise an der Lokomotive, bestehend aus zwei Amperemetern 1 und 3, um den freien Abstand vor bzw. hinter der Lokomotive zu messen, einem Gleichstromgenerator G, einem Wendeimpulsrelais 2, einem ersten Relaisschalter 5» der auf die Ho chspannungsve erso rgung der beiden Antriebsmotoren wirkt, und einem zweiten Relaisschalter 8, der mit der unabhängigen Versorgung eines akustischen Signalgebers 9 verbunden ist. Natürlich können die Antriebsmotoren anders als mit Hochspannung fahren, und in diesem Fall wirkt der Schalter 5 in geeigneter Weise auf die Motorversorgung ein, welche auch immer das sein mag. Zwei kompensierende Widerstände 4 und 6 sind ebenfalls vorgesehen, ferner in elektrischer Schalter 7 für eine Handbedienung.

Jedes der beiden Amperemeter 1 und 3 ist in einen Halbkreis eingebaut, wobei ein Ende direkt durch einen Pantograph 10 oder 11 mit der Widerstandsleitung L und das andere I2nde durch den Relaisschalter 2 mit einem Pol des Generators G verbunden ist. Das Relais 2 wendet automatisch die Polarität, die an die beiden Halbkreise durch den Generator G angelegt wird, wann immer das erforderlich ist. Damit das System richtig arbeitet, darf im übrigen der Strom, der an einem Halbkreis angelegt wird, nicht durch den anderen Halbkreis derselben Vorrichtung fließen. Wenn das passieren sollte, beispielsweise bei Fließen des Stroms in der Leitung L nach Fig. 1 in Richtung entgegengesetzt zu der, die dargestellt ist, würde der in dieser Weise entstandene Kreis eine maximale Stromstärke liefern, die in keiner anderen Widerstandsverbindung gefunden werden kann, und zwar solcherart, daß ein vollständiges irregen des Wenderelaisschalters 2 mit dem damit einhergehenden Umrichten des an den Kreis angelegten Stroms und der erichtigen Einführung bewirkt wird, die von dem System erforderlich ist. 'Ze ist zu beachten,

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daß die Wid^rstandsleitung L in regelmäßigen Abstäenden tinen Gleichrichter und Widerstand in Reihe aufweist, um eine Leitung entstehen zu lassen, längs der der Strom nur in einer Richtung fließen kann und ein bäetimmttr Widerstand in Ohm/m herrscht, der für di-. gesamte Länge konstant ist. Wie bereits erwähnt, kann diese Widtrstandsl-itung ains "dritte Schiene" parallel zum Gleis oder eine Luftdrahtleitung sein. In jedem Fall sind auch eine Reihe von Relais vorgesehen, die in b; stimmten Positionen an der Widerstandsleitung angeordnet sind, wie noch im einzelnen zu beschreiben/wird, ferner eine Anzahl von Keßgt- /sein raten, die an festgelegten Shuntpositionen und -Stationen angeschlossen sind.

Die beiden Pantographen 10 und 11, auf die i™ ^vroitesten Sinne bezug genommen worden ist, wi^ er vorstehend erläutert worden ist, befinden sich in einem festgelegten Abstand voneinander, der etwas mehr als ein Sektor der Widerstandslaitung ausmacht, d.h. der Länge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gleichrichtern 12, so daß in jedem Augenblick lüindestaa s ein Gleichrichter zwischen zwei Pantographien liegt.

Wenn zunächst getrennt die beiden Halbkreise in bezug auf den Pantographen 10, der als der "vordere Pantograph·· bezeichnet wird, und auf den Pantographen 11 betrachtet werden, der als der "hintere Pantograph" bezeichnet wird, in Reihe mit dem Pantographen sind vorhanden: das bewegliche liisenamperemeter 1, das zum Messen von Strom unabhängig von seiner Richtung geeignet ist, eine Relaisschalterspule 8, eine Relaischalterspulö 5» oder ein Widerstand 6 je nach der Position des Schalters 7» sowie eine RclckioWRendespule 2.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Amperemeter 3 in Reihe mit dem hinteren Pantographen 11 geschaltet, das ebenfalls in beweglicher :.isenausführung vorgesehen ist, und ein kompensierender Widerstand 4 ist ebenfalls angeschlossen. Dieser Widerstand ist insofern erforderlich, als in einem ersten Ausführungsbeispiel des Systemenach der Erfindung angenommen wird, daß der gesamte Widerstand der Kiemente in Reihe mit dem vorderen Pantographen gleich dem Gesamtwiderstand in Reihe mit dem hinteren Pantographen und gleich dem aller anderen HaIb-

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kreise der Vorrichtung ist, die in Züge eingebaut ist, die auf den gleichen Schienen fahren.

Wenn ein zahlenmäßiges Beispiel betrachtet und angenommen wird, daß der Widerstand von Elementen in Reihe mit dem Halbkreis des Pantographen 10 die folgenden Werte habeni Amperemeter 1:3 Ohm, Heiais 8: 9 Ohm, Widerstand 6: 7 Ohm, Relais 2: 6 Ohm, beträgt der Gesamtwiderstand 25 Ohm für die eine oder die andere der Positionen des Schalters 7· Weil das Amperemeter 3 auch einen Widerstand von 3 Ohm hat, kann gefolgert werden, daß der Wert des ausgleichenden Widerstands 4 22 Ohm betragen muß.

Wenn dann ein Widerstand R1 der Leitung L 50 Ohm/km in der Richtung beträgt, in der der Strom fließt, und die Spannung an den Generator G angelegt wird, dessen negativer Pol ständig durch das Fahrgestell der Lokomotive an Erde angelegt ist, fließt zu den Festkontakten des Wenderelais 2 kein Strom, und zwar in keinem der beiden Halbkreise, wenn die Verbindung die richtige ist, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, während im Falle einer falschen Verbindung ein Kreis entsteht, bei dem der Strom I gleich der Spannung des Generators, z.B. 100 V, geteilt durch die Summe der Widerstände des vorderen Halbkreises, des hinteren Halbkreises und der Widerstandsleitung ist. Dieser letzte Widerstand hängt *von der Länge der Leitung ab, die von den beiden Pantographen &£abgegriffen wird: Wenn sie beispielsweise 15m beträgt, erhält man:

I „ ¹⁰° ¹⁰° - ¹⁰° -1,970 A

25 + 25 +__50_ _1ς 25 + 25 + 0,75 50.75 1000 ^D

Das Wenderelais muß so gebaut sein, daß es erregt und die Kontakte nur dann wendet, wenn die durchfließende Stromstärke einen Wert erreicht, der sich 1,97A «Ampere annähert, beispielsweise zwischen 1,80 und 1,97A. Wie nooh im einzelnen zu beschreiben sein wird, kann diese Stärke nur im zuletzt beshhriebenen Kreis erreicht werden, so daß das Wenden der Richtung des Stromflusses ausschließlich von der falschen Polarität der Pantographen abhängt.

In Fig. 2 sind drei Maschinen M, M¹ und M" gezeigt, von denen die letzte

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längs des Gleises in Richtung entgegengesetzt zu der der anderen beiden fährt und auf M zufflhrt, und der Halbkreis des vorderen Pantographen 10* von M¹ wird vom Halbkreis des hinteren Pantographen 11 von M geschlossen, während der Halbkreis des vorderen Pantographen 10 von M durch den Halbkreis des vorderen Pantographen 10" von M" geschlossen wird. Die Vorrichtungen der drei Aggregate sind durch dieselbe Widerstandsleitung L in einer festliegenden Richtung verbwunden, und der vom Pantographen 10' fließende Strom kann nicht in den Kreis zwischen den vorderen Pantographen von M und M" wegen des Spannungsabfalls gelangen, den er beim Fließen längs der Widerstandsleitung· zum Pantographen 11 und das Eingeben einer Spannung in die Leitung mit gleicher Polarität und einem gröSeren Wert durch den Pantographen 10 erleidet. Weil der vom Pantographen 10 kommende Strom nicht in den Kreis zwischen den Pantographen 11 nnd 10' wegen des Gleichrichters gelangen kann, der zwischen die Pantographen des Aggregats M eingebaut ist, deren Abstand, wie bereits erwähnt, immer größer als die Länge eines Sektors der Leitung L ist, ist die Stromstärke, die in einem zwischen zwei Fahrzeugen geschlossenen Kreis fließt, gleich der, die man durch Teilen der Spannung V des Generators durch die Summe der Widerstände der beiden Halbkreise und der Länge der Widerstandsleitung erhält, die zwischen den beiden nächstgelegenen Pantographen der beiden Aggregate liegt.

Wenn man dem zi*ahl ermäßigen Beispiel zurückkehrt, das vorstehend angegeben worden ist, beträgt der Gesamtwiderstand der beiden Halbkreise 25+25-5O 0hm, und die Stromstärke des Stroms, der fließt, wird nur vom Wert des Widerstands R1 der Leitung geändert, die von den beiden Pantographen abgegriffen wird. Man erhält deshalb das Folgendet

Strecke gleich 1 km» — " —^ -U

50 + R1.1 km 50+50

Strecke gleich 2 km, 222 _JOO_ - 0,666 A

50 + R1.2 km 50+100

Und so weiter unter Verwendung des gleichen Vorgehens: 3 km « 0,5A; 4 km = 0,4A; 5 km - O,333A, 6 km = 0,285A.

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^s ist also ersichtlich, daß die von den Amperemeter?! angezeigte Stromstärke in jedem Aggregat umgekehrt proportional zur reziproken ."ntfernung ißt. Indem die ammetrischen Skalen mit Längeneinheiten versehen werden, die der vorstehend angegebenen Formel entsprechen, ist es möglich, die trennenden Abstände direkt von den Instrumenten abzulesen.

Das Sicherheitssystem nach der Erfindung beschränkt sein Eingreifen jedoch nicht auf das Melden der Abstände zwischen Zügen. Indem ein Relais

8 nach Fig. 1 in solcher V.eise gebaut wird, daß der Kreis geschlossen wird, in den es eingebaut ist, wenn eine bestimmter Kindesstrom durch seineSPule fließt, beispielsweise 0,285A gleich einer Strecke von 6 km im vorstehend angegebenen Beispiel, tritt ein akustischer Signalgeber

9 in Aktion, wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maschinen unter 6 km abfällt. Indem ferner das Relais 5 in solcher Weise eingestellt wird, daß es sich zum Öffnen des Hochspannungskreises und zum gleichzeitigen Schließen des Kreises in Funktion setzt, der die Bremsvorrichtung auslöst, wenn eine Stromstärke durch dessen Spule fließt, die nicht schwächer als die ist, die einem bestimmten ^Abstand ( 4 km) entspricht, erhält man eine Schnellbremsung der Lokomotive. Der Zugführer kann ein Schnellbremsen vermeiden und ein Anhalten seiner Maschine im Betriebsabstand von 2 km vom davorfahrenden Zug bewirken, indem er die normale Bremsvorrichtung bei dem Abstand von 6 km betätigt, der akustisch gemeldet wird, und den Abstandsanzeiger beobachtet. Durch Bedienung des Schalters 7 kann er gleichzeitig den Strom umleiten, der am Widerstand 6 an die RelaiBspule 5 angelegt wird. Diese Umschaltung wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß der Schalter 7 von Hand geschaltet wird, der nach Freilassen in seine Ausgangsposition durch eine Feder zurückgeführt wird,so daß gewährleistet ist, daß das Ausschalten des Schnellbremssystems immer unter der Kontrolle des Führers steht.

In Fig. 3 ist eine Detäldarstellung des Kreises gegeben, in den das Wenderelais 2 nach Fig. 1 vorzugsweise eingebaut ist. Wenn dieses Relais in traditionaeller Weise gebaut und angeschlossen wäre, würde die Anziehung des Ankere durch das erregte Beiais auch die momentane Unterbrechung des Kreises und damit des Speisestroms der Relaisspule bewirken, die, unerregt, eine Rückkehr des Ankers in seine Ausgangsposi-

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tion bewirken würde und so weiter, ohne daß man je in der Lage ist, die Anziehung des Ankers und das Wenden der Kontakte zum Abschluß zu bringen. Stattdessen ist der in Fig. 3 gezeigte Schaltkreis in der Lage, den Vorteil des Moments der maximalen Stromstärke unter Benutzung eines Hilfsrelais 20, dessen Anker bei 20a sich in der Ruhestellung und bei 20b in der angezogenen Stellung befindet, die gestrichelt dargestellt ist, sowie eines Hilfsgenerators 21 und eines Zeitschalters auszunutzen, beispielsweise in der Form einer Bimetallplatte, die eine Verzögerung von etwa 2 Sekunden bewirkt. Dieses Ausführungsbeispiel des Wenderelais ist auch brauchbar, um momentan den Kreis zu unterbrechen, der durch die falsche Eingabe während des Moments des Wendens entsteht, und zwar derart, daß die Anker der Heiais 5 und 8 in Fig. 1 von ihren betreffenden Magneten freigesetzt werden, nachdem der fleißende Strom unter den Interventionswert abgefallen ist.

Vorzugsweise wird das Relais/nicht direkt in die Hochspannungs- /5 leitung als Schalter eingebaut, sondern in einen Hilfskreis, der ein weiteres Zeitrelais (nicht dargestellt) speist, das seinerseits mit einem Schalter mit der Hochspannungsleitung und mit einem anderen mit dem Steuerkreis der Bremsvorrichtung verbunden ist. Indem natürlich eine Rückstellfeder mit einstellbarer Kraft an den Anker der Relais 5 und 8 angesetzt wird, kann die Relaisintervention für verschiedene Abstände vorgegeben werden, die sich besser für die Bauart und die maximale Geschwindigkeit der Lokomotiven »eignen, in die sie eingebaut sind. Fig. 5 zeigt die Anlage eines Sektors einer Luft-Widerstandsleitung, bestehend im wesentlichen aus einem nackten Leitungsdraht 40, der mit einer Halteleitung 41 und einer Isolierung 42 längs des gesamten Gleises jede*s Schienenwegs verläuft. Die Leitung L ist in einer vertikalen Tibene parallel zu den beiden Schienen in einer Höhe von etwa 50cm unter derjenigen der Hochspannungs-Oberleitung, die sich vertikal in der Mitte d.r Gleises befindet, so daß der Hochspannungs-Pantograph laufen kann, ohne jemals die Widerstandsleitung zu berühren. Der Gleitbzw. Schleifkontakt der Widerstandsleitung hat eine solche Breite, daß ein Aufrechterhalten des Kontakts mit der WiderStandsleitung zur Rechten oder Linken der Schienen gewährleistet ist, während der Speisepantograph echmaler ist. Die Konstanz des Widerstands pro Einheitslänge

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kann durch Benutzung eines Leiters mit einem geeigneten Querschnitt erhalten werden, und wenn der erforderliche querschnitt nicht auch die mechanischen Widerstandserfordemisse und die Festigkeit erfüllt, die von der Leitung erbracht werden muß, durch Einbauen von Widerständen 45 in regelmäßigen Abständen. An diesen Stellen sich auch Selen-Gleichrichter 44 oder entsprechende Gleichrichter einzubauen, so daß Gleichstrom nur in einer Richtung fließt. Die Leitung L ist gegen die Umgebung zu isolieren, und die Sektoren, aus denen sie gebildet ist, müssen gegeneinander isoliert sein, so daß der Strom, der durch sie durchfließt, notwendigerweise durch die Gleichrichter und die betreffenden Widerstände ausschließlich geht.

In Fig. 5 und 5a ist im einzelnen die Verbindung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sektoren der Widerstandsleitung gezeigt.

Fig. 6 zeigt scheinatisch den Kreis, der sich an der Leitung entsprechend einer fixen Stelle schließt, an der der Zug anhalten muß, beispielsweise an Haltestellen, und bei der es ratsam ist, den Abstand vom kommenden Zug zu wissen. Die in Reihe mit den Amperemetern geschalteten Widerstände, die einen inneren Widerstand von 3 Ohm haben, haben einen Wert von 117 Ohm, um einen Gesamtwiderstand von 120 Ohm zu bilden, das der Widerstandswert ist, um zu einem kommenden Zug ein Signal zu schicken, das 1900 m weiter als der effektive Abstand des Zugs ist, um die Notwendigkeit zu vermeiden, den Mindestsicherheitsabstind zu berücksichtigen, beispielsweise 2 km, wenn die Waggons des vorhergehenden Zugs eingeschlossen werden, für den Fall eines geschlossenen Punkts oder einer Station. Unter Verwendung dieses Systems findet sich der Zugführer, der in einem Abstand von 2 km anhält, wie das am Meßgerät abgelesen wird (eine Abstandsgrenze, die immer einzuhalten ist), in der Praxis in Wirklichkeit nur einige Meter von Haltepunkt, aber immer in einem effektiven Abstand von 2 km von der Lokomotive des vorhergehenden Zugs entfernt, je nach der Ursache für das Anhalten. Zu beachten ist, daß die Polaritäten des Generators 6o, der in Pig. 6 gezeigt ist, entgegengesetzt zu denen sein müssen, die dargestellt sind, wenn der Strom in der Leitung L in Richtung entgegengesetzt zu der fließt, die dargestellt ist. Die beiden Halbkreise können durch einen

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Doppelschalter 61 gleichzeitig an eine Leitung angeschlossen und getrennt werden. Fig. 7 stellt schematisch die Kreisverbindungen entsprechend einem Punkt dar. Es ist unumgänglich, daß die beiden Widerstands leitungen von zwei Gleisen, die in einem Punkt konvergieren, in solcher Weise verbunden sind, daß eine einzige Widerstandsleitung entsteht, während der Anschluß der Widerstandsleitung in bezug auf das Gleis, das vom Punkt abgetrennt werden soll (Blindgleis), mit einem Halbkreis mit einer Polairät verbunden werden muß, die von der Richtung des Stromflusses in der Leitung abhängt, so daß der Weg jedes heranfahrenden Zuges blockiert wird.

Biese Verbindungen können automatisch erreicht werden, indem die beiden Positionen benutzt werden, die von den Armen eines Punkts eingenommen werden können, um einen Kreis zu öffnen oder zu schließen, der die Relaisschalter 70 speist, deren Kontakte 71 und 72 mit der betreffenden Leitung verbunden Bind, wie das in der Zeichnung dargestellt ist, um damit zur gleiohen Zeit mit der Bewegung der Arme des Punkte die richtige Leitungsverbindung zu erhalten. In diesem Fall hat außerdem der Halbkreis, der mit dem Anschluß der Widerstandsleitung des unterbrochenen Gleises verbunden ist, einen Reihenwiderstand von 120 Ohm. Um die Verbindungen zwischen einer Leitung und der anderen entsprechend den Punkten zu erleichtern, ist es zweckmäßig, daß der Strom in den parallelen Widerstandsleitungen von zwei oder mehr Gleisen in gleicher Richtung fließt. Hitunter muß sich jedoch eine Widerstandsleitung mit einer anderen Verbinden, deren Strom in entgegengesetzter Richtung fließt. In diesem Fall wird die Verbindung nach der Darstellung in Fig. θ vorgenommen, wobei berücksichtigt wird, daß für einen besseren Verkehrsfluß diese Verbindungen zahlenmäßig möglichst gering gehalten werden, und zwar weit von Fixpunkten und Verbindungen. Gemäß der Darstellung sind die positiven Enden der beiden Leitungen, anstatt direkt verbunden zu sein, mit zwei Halbkreisen verbunden, die geordnet sind, indem ein intermittierender Schalter 80 eingebaut ist, der zum ständigen Öffnen und Schließen der Kontakte in regelmäßigen Intervallen eingerichtet ist. Der Gesamtwiderstand *jedes der beiden Halbkreise ist höher als der Gesamtwiderstand jedes der Halbkreise der Lokomotiven-Pantographen. In jedem Halbkreis nach Fig. 8 ist ein Widerstand von 50

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Ohm eingebaut, der, zusätzlich zum Widerstand des entsprechenden Relaisschalter 81, 82, der 5 Ohm beträgt, einen Gesamtwiderstand vcn 55 Ohm ergibt, was JO Ohm höher ist als der Wert des Gesamtwiderstands jedes der Halbkreise der Pantographen, der im vorstehend angegebenen Beispiel 25 Ohm beträgt. Das geschieht, um das umgewollte Vvhden des Stroms der Vorrichtung in einer Lokomotive zu vermeiden, die sich dem Kreuzungspunkt der beiden Leitungen nähert, wennjeder Halbkreis nach Fig. 8 einen Gesamtwiderstand von nicht mehr als 25 Ohm hätte. Mit den erwähnten zusätzlichen 50 Ohm beträgt die Distanzanzeige, die die beiden Halbkreise der Lokomotive beim Fahren geben, 600 Meter mehr als der effektive Abstand. Wenn die beiden Relais 81 und 82 die Schalter schließen, wenn eine Mindeststromstärke von 0,285A, entsprechend 6 km und deshalb tatsächlich 5400 m, durch deren Spulen fließiientsteht das Blinken der roten Verkehrslichter, die längs des Widerstandsleitungsgleises installiert sind, und zwar entgegengesetzt zu dem, mit dem der fahrende Zug verbunden ist. Ferner erfolgt die Signalgabe einer Distanz von einem heranfahrenden Zug in intermittierender Form sowie als das akustische Signal, und der Zugführer kann weiterfahren, indem der Hebel des Schalters 7 bewegt wird, um das Gchnellbremssystem auszuschalten, wenn die Verkehrslichter neben den Gleisen eine freie Bahn anzeigen. In dieser Hinsicht kann auch bei der Anordnung nach Fig. 8 die Steuerschaltung für das Schnellbremsen so modifizeirt sein, daß das Anhalten des Zugs nicht in sprunghafter Weise erfolgt, was ein Durchbrennen des Motors der Lokomotiven zur Folge haben könnte. Zu diesem Zweck reeiht es aus, daß daas Relais 5 ein Zeitrelais ist, wie das in Fig. 3 für das Relais 2 gezeigt ist, so daß dessen Anker in der angezogenen Lage auch den Spulenspiesekreis schließt, und diese Spule bleibt dann erregt, selbst wenn das Relais 5 den Kreis öffnet. Die Freigabe des Zeitrelaisankers erfolgt nur durch Unterbrechung des Spulenspieisekreises mittels eines Handschalters. Natürlich muß der intermittierende Schalter 80 eine Kontaktschließzeit haben, die länger als die Erregungszeit des Relais ist, z.B. 2».

Der Sonderfall der Hingleisigkeit, bei dem die Züge aufeinander zu fahren können, wie zum Beispiel M und M" in Fig. 2, wird nun im einzelnen betrachtet. 5!he damit begonnen wird, ist es zweckmäßig, zur Vorstellung

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des "Betriebsabstand" auch als eine lAinktion der Position der Pantographen am Zug zurückzukehren, die nicht beide an der Lokomotive sitzen müssen; vielmehr kann der hintere am Zugende oder sogar an einer Zwischenstalle sitzen. Der Hauptvorteil dieser Lösung ist, dai3 man in der Lage ist, den Abstand zwischen dem vorderen Teil eines Zugs und dem Zugende zu messen, der voranfährt, während ein zweiter Vorteil der ist, da3 man die Widerstandsleitungssektoren proportional verlängern kann, die, wie vorstehend erwähnt, keine Länge habsn können, die mehr als der Abstand zwischen den beiden Pantographen beträgt.

In jedem Fall mu3 der kleinste Wert des Betriebsabstands immer mehr als der Abstand zwischen zwei Pantographen an einem Zug sein, nämlich gleich dem Abstand plus der Länge der Widerstandsleitung, die ausreicht, um die Stärke des Stroms, der fließt, auf einen nahen Wert zu verringern, der geringer als der Wert ist, der zum .irregen des Wenderelais erforderlich ist.

Wenn man das festhält, muß* berücksichtigt werden, daß der Gedanke, gleiche Widerstände in beiden Halbkreisen, im vorderen wie im hinteren, zu benutzen, wie das vorstehend erwähnt worden ist, zweckmäßigerweise nur bei Zweigleisigkeit angenommen werden kann, bei der jedes Gleis Hvon Zügen befahren wird, die in gleicher Richtung fahren. Während es im übrigen bei den vorstehend genannten Linien und bei diesem System möglich ist, den Sicherheitsabstand zwischen Zügen, nach dem das Bremssystem in Tätigkeit tritt, auf den kleinsten zu verringern, der unumgänglich ist, so daß die Verkehrsdichte auf den Schienen erhöht wird, ist es bei eingleisigen Schienenwegen umgekehrt erforderlich, einen größeren Sicherheitsabstand zu benutzen, um das mögliche Anhalten von zwei Zügen sicherzustellen, die aufeinander zu fahren, so daß eine proportionale Verringerung der Verkehrsdichte auf diesem Schienenweg bewirkt wird. Us ist deshalb wünschenswert, ßein Sicherheitssystem zu benutzen, bei dem die Verwendung des kürzest möglichen Sicherheitsabstands auf demselben Schienenweg zur Vermeidung von Zusammenstöeßen und zum Erreichen einer maximalen Vekehrsdichte bei Fahren von Zügen in gleicher Richtung sowie ein erheblich größerer Abstand bei Zügen gestattet wird, die auf dem gleichen Schienenweg aufeinander zu fahren, weil, wie in Pig.

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INSPECTED

2 gezeigt, bei der ein Kreis zwischen den beiden vorderen Pantographen 10 und 10" zweier Maschinen M und. M" zum Schließen gebracht wird, die aufeinander zu fahren, die Starke von Strom, der in diesem Kreis fließt, höher als die sein muß, die in einem Kreis vorhanden ist, der im gleichen Abstand zwischen einem vorderen halbkreis und eine»m hinteren Halbkreis geschlossen wird, d.h. zwischen zwei Zügen,/in gleicher Rich-/die tung fahren. Das kann dadurch erreicht werden, daß der Gesamtwiderstand im vorderen Halbkreis jedes Zugs niedriger als der Gesamtwiderstand des hinteren Halbkreises jedes Zugs gehalten wird, wobei alle Züge gleiche Widerstände haben, die auf demselben Schiaieneweg fahren.

Sin zahlenmäßiges Beispiel zeigt, wie es möglich ist, indem entweder die eine oder die andere der vorstehend genannten verschiedenen Kombinationen von Halbkreisen zum Schließen eines Kreises zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zügen benutzt wird, den Sicherheitsabstand zwischen Zügen in bezug auf deren Fahrtrichtung vorherzusagen.

Beim folgenden Beispiel wird zwischen Zügen, die in gleicher Richtung fahren und bei denen der gleiche 100-V-Gleichstromgenerator eingebaut ist, ein Sicherheitsabstand von 3 km zugrundegelegt, von denen 2 km erforderlich sind, um ein Auffahren des mit seiner Höchstgeschwindigkeit fahrenden Zugs zu verhindern, und 1km der vorstehend erwähnte Betriebsabstand ist, um im Kreis eine für den Sicherheitsabstand relevante» Stromstärke von 0,5A zu erhalten, die ausreicht, um das Bremssyrtem des sonst auffahrenden Zugs ausaiÖsen.

Ehe der Gesamtwiderstand der beiden Halbkreise der Widerstandeleitung in bezug auf einei bestimmten Sicherheitsabstand »« berechnet wird, ist es zweckmäßig, zunächst den Gesamtwiderstand Rt zu berechnen, den der geschlossene Kreis der beiden Züge haben muß, d.h.

Rt- T - 7ΓΤ - ²OO Ohm.
A 0,5

Wenn ein größerer Seicherheitsabstand für Züge zugrundegelegt werden soll, die aufeinander zu fahren, muß in diesem Abstand ebenfalls ein Kreis mit einem Widerstand von 200 0hm maximal erhalten werden, um eine

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Stromstärke von nicht weniger als 0,5A zu erhalten, die ausreicht, um die Bremsvorrichtungen beider Züge auszulösen.

Nachstehend wird der Begriff Kreis 1 benutzt, um den Kreis in bezug auf den Sicherheitsabstand zu definieren, der für Züge festgelegt ist, die in der gleichen Richtung fahren, und der Kreis 2, um den Kreis in bezug auf* den Sicherheitsabstand zu definieren, der für Züge festgelegt ist, die aufeinander zu fahren.

L's ist eine Bedingung, um den gleichen Gesamtwiderstand in dem Kreis 2 wie im Kreis 1 zu erhalten, daß der Gesamtwiderstand der Widerstandsleitung, der von den vorderen Pantographen im Kreis 2 abgegriffen wird, nicht höher als der Gesamtwiderstand des Kreises 1 ist.

Wegen dieser Bedingung folgt, daß die Widerstandsleitung einen Widerstand von Ohm/km haben muß, der um so viel niedriger ist, als der Sicherheitsabstand größer ist, der zwischen Zügen anzuwenden ist, die aufeinander zu fahren.

In den nachfolgenden Berechnungen werden die folgenden Abkürzungen benutzt:

C1 = Kreis 1 eC2 « Kreis 2

Bt S Gesamtwiderstand

Ht1 - Gesamtwideristand der abgegriffenen Widerstandsleitung Rpa m Widerstand des vorderen Halbkreises Rpp = Widerstand des hinteren Halbkreises R1 Widerstand der WiderStandsleitung pro km Länge

Wenn der Sicherheitsabstand in bezug auf den Kreis 2 das Doppelte desjenigen des Kreises 1 ist (d.h. 2x5 km), gelten für die Wideretandswerte der verschiedenen elemente unter Verwendung des maximal zulässigen Widerstands für die Widerstandsleitung, der im Kreis 2 abgegriffen wird, als Grundlage für die Berechnungen (als solches darf ein Widerstand nicht größer als der Gesamtwiderstand des Kreises 1 sein)ι

Ht1 C2 = 200 Ohm; R1 - - — - 33,533 Ohm/km

km 6 6

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Rt1 C1 = km 3 χ 33.333 = 100 Ohm.
Weil Rt von C2 200 Ohm sein soll, ist Rpa:

d.h. , 0 0hm

2 2

Weil Rt von C1 200 0hm sein soll, ist Itpp:

Rt C1 - Rt1 C1 - Rpa = 200 - 100 - 0 = 100 0hm Man kann als Schlußfolgerung sagen:

Rt C1 = r1 χ 3 km + Rpa + Rpp = 33,333 x 3 + 0 + 100 = 100 + 0 + 100 = 200 0hm.

Rt C2 = R1 χ 6 km -ι- Rpa + Rpa = 33,333 χ 6 + 0 + 0 = 200 +0 + 0 = 200 0hm

Wenn stattdessen als Beispiel für eine Grundlage für die Berechnungen der Gesamtwiderstand der Widerstandsl itung des Kreises 2 mit 180 Olim angesetzt wird, d.h. niedriger als der maximal zulässige (200 0hm), sind die Widerstandswerte der einzelnen "lemente, die den Kreis bilden, die folgenden;

Ht1 C2 = 180 Ohm; R1 = » = 30 Ohm/km

km 6 6

Rt1 C1 = km 3 χ R1 X = 3 χ 30 = 90 0hm

_{Rpa =} R* C2 - Ht1 C2 _m 200 - 180 ₌ ^ _ohm 2 2

Rpp = Rt C1 - Rt1 C1 - Rpa *= 200 - 90 - 10 - 100 Ohm Als Schlußfolgerung kann man ziehen:

Rt C1 = R1 χ km 3 + Rpa + Rpp = 30 x 3 + 10 + 100 = 90 + 10 + 100 =

- 18 -

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Rt 02 je R1 χ km 6 + Rpa + Rpa = JO χ 6 + 10 + 10 = 18Ρ0 + 10 + 10 = 200 Ohm

Selbst wenn der Sicherheitsabstand in bezug auf den Kreis 2 jedoch das Drei- oder Vierfache des Werts des Kreises 1 betragen sollte, ist es immer möglich, unter Anwendung des in den vorstehenden Beispielen angegebenen Weges, die verschiedenen Werte als solche zu bestimmen, um im Kreis 2 einen um das Drei- oder Vi rfache usw. größeren Sicherheitsabstand beim Gesanitwiderstand bezüglich Kreis 1 zu erhalten.

Die Konstruktionseinzelheiten, die gewahrt sein müssen, wenn ein Sicherheitsabstand vorgesehen ist, der etwas mehr als der geringste unumgängliche für Züge ist, die auf demselben Gleis aufeinander zu fahren, sind:

1) Einbau der Wenderelaisspule 2 in die hinteren Halbkreise anstatt in die vorderen Halbkreise, wie das in Fig. 1 dargestellt ist. Das ist erforderlich, damit die hohe Stärke des Stroms, der in einem solchen Kreis wegen des geringen Widerstands der vorderen Halbkreist und der relativen Nähe beider Züge fließt, keine Hinrichtung des Stroms durch das Wenderelais bewirkt, was in diesem Fall nicht notwendig ist.

In der Praxis ist es jedoch ratsam, da3 zwischen zwei stehenden Zügen hinttreinander selbst ohne Berücksichtigung des Betriebsabstands mindestens ein gewisser Platz vorhanden ist, so dai3 der Generator, der den betreffenden Kreis speist, nicht fast kurzgeschlossen wird.

2)»Auslegen des vorderen Halbkreises mit einem Widerstandswert von Null oder mindestens einem vernachlässigbaren Wert, so daß die Stärke eines in einem Kreis fließenden Stroms, der zwischen zwei zügen geschlossen wird, welche aufeinander zu fahren, nicht absolut mit der Stärke des Stroms in Interferenz tritt, der in einem zweiten Kreis fließt, welcher durch den hinteren Halbkreis eines der Züge und einem vorderen nalbkreis ^"re" dritten Zugs geschlossen wird. Wenn im übrigen der vorstehend genannte Widerstand der vorderen Halbkreise nicht auf diese Werte beschränkt wäre, würden zwei Züge,

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~^w~

die aufeinander zu fahren, in einem Abstand halten, der gleich dem geringsten Sicherheitsabstand plus einem Abstand wäre, der einer Länge der Widerstandsleitung entspricht, die einen Ohmwert hat, der etwas höher als der ist, den man durch Abziehen des Gesamtwiderstands des vorderen Halbkreises und des Gesamtwiderstands der V/iderstandslüitung in bezug auf den Abstand, der zwischen zwei amselben Zug sitzenden Pantographen vorhanden und benutzt ist, vom Gesamtwiderstand des hinteren Halbkreises erhält.

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Claims

Ansprüche

Gj i.isenbahn-Sicherheitssystein, gekennzeichnet durch inen Gleichstromgenerator und ein S'endeimpulsrelais zum Wenden der vom Generator an zwei Halbkreise angelegten Polarität in jedem Zug, von denen der erste vordere Halbkreis die Spulen mindestens oinos Relaisschalters, einen 'Widerstand und ein Amperemeter und der zweite hintere Halbkreis tin zweites Amperemeter identisch zu dem c-rsttn und einen kompensierenden Widerstand enthält, sowit- ortsfeste Installationen, bestehend aus einen po.rallel zum Glais verlaufenden Draht, längs dessen Strom nur in einer Richtung zu fließen vermag und der einen bestimmtun fistgelegten Widerstand pro 'inheit der Längt hat und an dem zwei Kontakte pro Zug, insbeeondere in dor Form von Pantographen schleifen, die zum Schließen eines Abschnitts der Widerstandsleitung und der beiden Halbkreise auf demselben Schienenweg vorgesehen sind, derart, daß für zwei Züge in einer Folge auf demselben Schienenweg ein Kreis gebildet wird, der aus dem vorderen Halbkreis des nachfolgenden Zugs und dem hinteren Halbkreis des vorherfahrenden, in gleicher Richtung fahrenden Zugs oder für den Fall zweier auf einand i^ ·ν> fahrender Züge aus den beiden vorderer Halbkreises besteht.

2. isenbalin-Gicherhfcitssystüm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwiderstand, der in jeden vorderen Halbkreis eingebaut ist, gleich dem Widerstand ist, der in jeden hinteren Halbkreis eingebaut ist, und daß er den gleichen Wert für alle Züge hat, die auf demselben Gleis fahren.

J. iisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesaratwiderstand im vorderen Halbkreis jedes Zugs niedriger als der Gesamtwiderstand im hinteren Halbkreis jedes Zugs ist, wobei diese Widerstände für alle auf demselben Gleis fahrenden Züge gleich sind.

4· .iisenbahn-Sicherheitssyetem nach Anspruch 1, dadurch g e -

Wa/Ti - 2 -

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kennzeichne t , daß der Gesamtwiderstand des vorderen Halbkreises Null ist oder einen vernachlässigbaren Wert hat.

3· .';i^-^'>^.hn-Sicherheitssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet! daß die Spule des Wenderelais in den hinteren Halbkreis eingebaut ist.

6. Sicherhtitssystem nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Gesamtwiderstands des vorderen Halbkreises bei der Berechnung der Werte der verschiedenen Widerstandskomponenten nicht vernachlässigbar ist und mit diesen vergleichbar ist.

7. Eisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Gesaintwiderstand des hinteren Halbkreises und dem vorderen Halbkreis etwas kleiner als der Wert des Gesamtwiderstands der Widerstandsleitung ist, die zwischen den beiden nächstgelegenen Pantographen von zwei stehenden Zügen (Mindestsicherheitsabstand) liegt, addiert zu dem Wert des Leitungswiderstands, der für den Abstand zwischen den beiden Pantographen relevant ist, die am selben Zug sitzen.

8. Eisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Halbkreis einen Handschalter aufweist, der zwei Schaltpositionen hat, von denen die erste zur Verbindung der Spule eines der Relaisschalter in diesem Halbkreis führt und die zweite als Alternative die Verbindung eines Widerstands bewirkt, der den gleichen Widerstand wie die Spule hat.

9. Eisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Relaisschalter einen Kontakt hat, der mit der Hochspannungsversorgung der Antriebsmotoren verbunden ist.

10. Eisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Wenderelais in den vorderen Halbkreis durch einen selbstbetriebenen Kreis und ein Hilfsrelais eingeschaltet ist, das zum Aufrechterhalten der Erregung der Wende-

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relaisspule während der Anziehung des Ankers eingerichtet ist.

11. Fiisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einer der Relaisschalter in einen Speieekreis für ein Zeitrelais eingebaut ist.

12. iisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß der Draht eine LufWiderstandsleitung ist, die in gegenseitig unabhängige Sektoren unterteilt ist, welche eint Länge haben» die kürzer als der Abstand zwischen zwei Pantographen am selben Zug ist, einen Widerstand mit einem Fixert sowie einen an sich bekannten Stromgleichrichter, insbesondere eine Diode aufweisen, derart, daß der Strom in die gleiche Richtung wie in den angrenzenden Sektoren fließt.

1J. Tüisenbahn-Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsieitung eine dritte Schienen parallel zu den bbfahrenen Schienen ist.

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