DE320488C - Eisenbahn-Signalisiersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Signalisiersysteme für Eisenbahnen der Art, bei welcher ein Wechselstrom für Signalisierzwecke Stromkreisen, die durch die Gleisschienen gebildet werden, aus irgendeiner geeigneten Quelle, so z. B. einem Wechselstromgenerator oder einem dadurch gespeisten Transformator, zugeführt wird.

In Systemen dieser Art sind die Gleisschienen gewöhnlich in Blockstrecken geteilt, und die Einrichtung ist so getroffen, daß die Schienen dieser Blockstrecken kurzgeschlossen werden bezüglich des ihnen zugeführten Signalisierungsstromes, sobald der Blockabschnitt von einem Zug besetzt ist, und daß die Betätigung einer oder mehrerer Signalisiervorrichtungen hierdurch auf eine beliebige Weise bewirkt wird, um so die Gegenwart des Zuges in der Blockstrecke anzuzeigen.

Damit beide Schienen des Gleises als Rückleitung für den Antriebsstrom im Falle einer elektrisch angetriebenen Eisenbahn benutzt werden können, werden gewöhnlich die Gleisschienen an jedem Ende einer Blockstrecke durch induktive Vorrichtungen quer verbunden, die als Induktanzspulen bekannt sind, wobei die Mittelpunkte oder andere zwischenlieg-ende Punkte in den Wicklungen jeder Spule mit einem entsprechenden Punkt in der Wicklung der Spule in der nächst benachbarten Blockstrecke verbunden sind.
Die Funktion und Wirkungsweise dieser Induktanzspulen ist heute bekannt und bedarf keiner weiteren Beschreibung; es ist nur zu bemerken, daß die Wicklung der Spule als eine unmittelbare elektrische Verbindung zwischen den zwei Gleisschienen dient, soweit Gleichstrom in Betracht kommt, dagegen die zwei Schienen auf verschiedenen Wechselstrompotentialen erhält für Signalisierungszwecke.

Damit die Reaktanz der Induktanzspulen, soweit Wechselstrom in Betracht kommt, so groß als möglich ist, hat man vorgeschlagen, die Spulen mit einem geschlossenen magnetisehen Kreis oder Kern zu versehen, um so zu ermöglichen, daß ein Magnetisierungsstrom von verhältnismäßig geringem Betrag einen großen magnetischen Kraftlinienfluß in dem Kern der Spule vermöge ihrer großen magnetisehen Permeabilität schafft, und dadurch eine genügend hohe elektromotorische Gegenkraft gesichert wird. Diese Konstruktion bietet indes den Nachteil, daß der Antriebsgleichstrom, der durch die Wicklung der Spule geht, ebenfalls fähig ist, einen starken magnetischen Kraftlinienfluß zu erzeugen vermöge der niedrigen Reluktanz des geschlossenen magnetischen Kerns, und daß, obwohl die Gleichströme in den zwei Teilen der Wicklung der Spule auf jeder Seite von dem oben erwähnten Mittel- oder Zwischenpunkt in entgegengesetzten Richtungen fließen, jede Gleichgewichtsstörung des Stromes in den zwei Schie-

nengleisen notwendig eine magnetomotorische Kraft entstehen lassen wird, welche im Hinblick auf die geringe Reluktanz des magnetischen Kreises der Spule leicht magnetische Sättigung des Kerns verursachen kann. Wenn diese Bedingung eintritt, so wird die Spule offenbar fast ganz aufhören, den Änderungen der signalisierungselektromotorischen Kraft zu entsprechen, und es wird nur ein sehr kleiner Betrag von elektromotorischer Gegenkraft in der Wicklung der Spule entfaltet werden, wodurch diese für den beabsichtigten Zweck unwirksam wird.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist weiter vorgeschlagen worden, den magnetischen Kreis der Spule mit einem Luftspalt zu versehen, um hierdurch seine Permeabilität herabzusetzen und dadurch die oben erörterte magnetische Sättigung zu verhindern. Diese Konstruktion eröffnet indes den weiteren Nachteil, daß auch für die Wechselstrommagnetisierung die Permeabilität des magnetischen Kreises der Spule verringert wird, und demzufolge ein beträchtlich erhöhter Magnetisierungswechselstrom erforderlich wird, der offenbar von der Quelle des Signalisierungsstromes zugeführt werden muß. Da der Magnetisierungsstrom fast ganz wattlos ist, so stellt er eine sehr ungünstige Belastung des Wechselstromgenerators oder der sonstigen Quelle des Signalisierungsstromes dar. Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, eine verbesserte Anordnung zu schaffen, bei welcher Induktanzspulen mit Luftzwischenräumen im magnetischen Kreis verwendet werden können, ohne daß gleichzeitig der Quelle des Signalisierungsstromes eine Belastung von niedrigem Leistungsfaktor auferlegt wird. Nach vorliegender Erfindung ist der Stromkreis der Spule so angeordnet, daß er in induktiver Beziehung mit einem resonierenden Stromkreis steht, d. h. mit einem Stromkreis, der einen solchen Betrag von Kapazität oder Kondensanz im Verhältnis zu seiner Induktanz enthält, daß die Bedingung der Resonanz teilweise oder ganz erfüllt wird.

In den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Teils von zwei Blockstrecken, wobei die benachbarten Enden der verschiedenen Strecken mittels Impedanzspulen überbrückt sind;

Fig. 2, 3 und 4 sind ähnliche Ansichten, die verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darstellen.

Es sei bemerkt, daß diese Ausführungsformen der Erfindung nur verschiedene Wege j illustrieren sollen, auf welchen die Erfindung | ausgeführt werden kann, und nicht den Be- j reich der Erfindung auf irgendwelche darge- · stellte Anordnungen beschränken sollen. _:

Die Schienen, die in den verschiedenen Figuren mit den Bezugszeichen 1 und 2 versehen sind, sind in Fig. 1 dargestellt als miteinander verbunden vermittels der Impedanzspulen 3, wie aus der Figur sich leicht ergibt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Klemmen der Induktanzspule 4 mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden (vgl. Fig. 2), dessen Sekundärwicklung 6 durch einen Kondensator 7 kurzgeschlossen ist; die Kapazität des Kondensators ist dabei eine solche, daß die Induktanz des ganzen Stromkreises, mit Einschluß der Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators und der Induktanzspule, mit dem Kondensator einen resonierenden Stromkreis bilden. Der für die Spule erforderte Magnetisierungsstrom wird somit gebildet durch die Resonanzströme, welche am Kondensator in der bekannten Weise herein- und herauswogen, und die einzige elektrische Energie, die dem Schienenstromkreis zugeführt werden muß, ist demnach die, welche dem wirklichen Wattverlust in den Gleisschienen und den Induktanzspulen entspricht.

In der abgeänderten Konstruktion, die in Fig. 3 dargestellt ist, kann die Induktanzspule 4 selbst den nötigen Transformator bilden; der magnetische Kreis der Spule ist dabei mit einer Sekundärwicklung 8 versehen, deren Klemmen durch den Kondensator 7 verbunden sind. Ein besonderer Transformator wird somit überflüssig.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Kondensatoren 7 . mit jeder Induktanzspule parallel geschaltet.

- Der Betrag elektrischer Energie, der von der Quelle des Wechselstromes zu liefern ist, wird offenbar durch vorliegende Erfindung beträchtlich verringert, da die Ströme, die in dem Schienenstromkreis fließen, obwohl sie verhältnismäßig groß sind, fast ganz wattlos sind, und dem Stromkreis an wirklichen Watts nur so viel zugeführt werden müssen, als nötig sind, um den magnetischen Kreis der Spule seinen Magnetisierungszyklus durchlaufen zu lassen, und der geringe Betrag an Kupferverlusten, die in der Wicklung der Spule auftreten.

Es ist klar, daß das Verhältnis der Win- no dungszahl der Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators, wo ein solcher verwendet ist, oder zwischen der Windungszahl der Wicklung der Spule und der Sekundärwicklung ihres Kerns beliebig verändert werden kann, da der Zweck des Transformators oder der als Transformator wirkenden Spule ist, die Kapazität des Kondensators durch Steigerung der an seinen Klemmen aufgedrückten Spannung zu reduzieren. iag

Ferner kann der Betrag der verwendeten Kapazität oder Kondensanz, falls gewünscht, ein solcher sein, daß er den der Induktanz der Spule entsprechenden Betrag überschreitet, so daß der Stromkreis der Spule einen voreilenden Strom aufnehmen und dadurch die Induktanz anderer Teile des Stromkreises, wie z. B. der Gleisschienen selbst, kompensieren kann.

ίο Das praktisch verwendete Schaltsystem kann offenbar von den oben beschriebenen abweichen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (6)

*5 Patent-Ansprüche:

1. Eisenbahn-Signalisiersystem, bestehend aus Gleisstromkreisen, die aus Blockstrecken gebildet sind, deren Schienen mittels Induktanzspulen quer- verbun- . den und an eine Wechselstromquelle von bestimmter Frequenz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung der Spulen ganz oder hauptsächlieh durch Stromwellen in bei der Frequenz des Stromes der Stromquelle resonierenden oder annähernd resonierenden Stromkreisen bewirkt wird, so daß Induktanzspulen mit Luftzwischenräumen benutzt werden können, ohne der Quelle des Signalisierungsstromes eine Belastung von niedrigem Leistungsfaktor aufzuerlegen.

2. Ausführungform der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die Magnetisierung jeder der Induktanzspulen des Systems durch Stromwellen erfolgt, die in einem resonierenden oder annähernd resonierenden Lokalstromkreis erzeugt werden, dessen Kondensatorteil entweder direkt oder induktiv in Parallelschaltung mit der Erregerwicklung der Spule selbst verbunden ist.

3. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Induktanzspulen die Gleitschienen an jedem Ende jeder Blockstrecke quer verbinden und die Mittelpunkte zweier Spulen in benachbarten Abschnitten an einem Ende miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule entweder direkt oder induktiv mit einem Stromkreis verbunden ist, der einen Kondensator oder eine Kondensanz von solcher Kapazität enthält, daß eine teilweise oder vollständige Resonanz in der Wicklung der Spule unter der Einwirkung der auf die Schienen von der Quelle des Signalisierungsstromes aus aufgedrückten Spannung hervorgerufen wird.

4. Eine Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmen der Induktanzspule (4) verbunden sind mit der Primärwicklung ('s) eines Transformators, dessen Sekundärwicklung (6) durch einen Kondensator (7) kurzgeschlossen ist.

5. Abänderung der Anordnung nachAnspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktanzspule (4) selbst den nötigen Transformator bildet, wobei der magnetische Kreis der Spule mit einer Sekundärwicklung (8) versehen ist, deren Klemmen durch einen Kondensator (7) verbunden sind, zu dem Zweck, den Gebrauch eines besonderen Transformators unnötig zu machen.

6. Abänderung der Anordnung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (7) mit jeder Induktanzspule parallel geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.