DE340955C - Elektrische Einrichtung zur Wiederholung von Streckensignalen auf Lokomotiven - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Wiederholung von Streckensignalen auf der Maschine selbst und bezweckt insbesondere, die Wiederholung einer beliebig großen Anzahl von Signalen zu ermöglichen, ohne daß mehr als ein Schienen- bzw. Streckenkontakt oder eine gleichwertige Einrichtung zum Betrieb erforderlich wären.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin,

ίο daß die schematisch in Fig. ι dargestellte Lokomotive ι mit einer Bürste 2 versehen .ist, welche an einen beispielsweise durch eine kleine Dampfturbine angetriebenen Wechselstromerzeuger 3 angeschlossen ist. Dieser Wechselstromerzeuger ist derart ausgebildet, daß er gleichzeitig so viele Frequenzen erzeugt, . als Signale zu wiederholen sind, und kann ersetzt werden durch eine Anzahl von Maschinen, von denen jede eine bestimmte Frequenz erzeugt und die beispielsweise in Reihe geschaltet sind. Mit 4 und 5 sind die Signalwiederholungsapparate bezeichnet, welche von beliebiger Konstruktion sein können, aber auf Wechselstrom ansprechen müssen. Sie sind einerseits an die gemeinsame Masse 6 und anderseits an den Wechselstromerzeuger für Vielfachfrequenz 3 angeschlossen. Der Schienenkontakt 7 auf der Strecke 2 ist mit einem Schalter verbunden, der mittels einer Schubstange 9 durch das Streckensignal betätigt wird.

Der Schalter 8 ist mit einer Reihe von Impedanzen 10 und 11 verbunden, deren Anzahl der der Wiederholungsapparate 4 und 5 gleich ist. Um das Schema nach Fig. 1 zu vereinfachen, sind nur zwei derartige Apparate vorgesehen, doch ist ihre Anzahl nicht beschränkt. Sind unter diesen Bedingungen die Impedanzen 10 und 11 in geeigneter Weise angeordnet, und bilden sie insbesondere Resonanzneben-Schlüsse, deren Scheinwiderstände für eine der beiden gleichzeitig in 3 erzeugten Frequenzen fast· gleich Null ist, so genügt es, wenn jeder der beiden Wiederholungsapparate 4 und 5 nur für eine dieser Frequenzen empfindlich ist, um den einen oder den anderen Apparat je nach der Stellung des Schalters 8 bzw. je nach dem Streckensignal kurzzuschließen bei Vorbeifahren der Lokomotive am Streckenkontakt. Es wird dann der eine oder der andere der beiden Ströme verschiedener Frequenz, die durch die Wechselstrommaschine erzeugt werden, fast ausschließlich seinen Weg über 2, 7, 8, 10, 6 oder über 2, 7, 8, 11, 6 nehmen. Damit die Apparate 4 und 5 nur für eine Frequenz ansprechen, \ erden sie auf mechanischem oder elektrischem oder auf beiden Wegen auf diese Frequenz abgestimmt. Ein weiterer Vorteil der Schaltung nach Fig. 1 wird dadurch erreicht, daß die Apparate 4 und 5 während der Fahrt dauernd unter Strom stehen und nur beim Fahren über einen Streckenkontakt träge werden zur Registrierung des Signals. Der Lokomotivführer kann

daher mittels Stromanzeiger oder irgendwelcher anderer geeigneter Überwachungsapparafa den Zustand der Stromkreise der verschiede nen Organe dauernd überwachen. Die Registrierung kann auch so ausgeführt werden, daß nur Strom vorhanden ist, wenn die Verbindung mit einem Streckenkontakt hergestellt ist. Die Apparate 4 und 5 sind in diesem Falle parallel geschaltet, liegen aber nicht mehr zwischen 3 und 6, sondern zwischen 3 und 2. Je nach der Stellung des Schalters 8 wird dann der eine oder der andere Wiederholungsapparat in Tätigkeit gesetzt. Die Schaltung ist die in der Vielfachtelegraphie mit Wechselstrom übliche und läßt verschiedene Varianten zu.

Die verschiedenen Schaltungen sind unabhängig von der Art des Streckenkontaktes und passen sich besonders gut den durch elektromagnetische Induktion betätigten Kontakten an.

In manchen Fällen kann der Generator zur Erzeugung der verschiedenen Frequenzen ortsfest angeordnet werden. Dann müssen die Impedanzen 10 und 11 sich auf der Lokomotive befinden und in geeigneter Weise an die Stromkreise der Wiederholungsapparate angeschlossen sein.

Im nachstehenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltung beschrieben.

Nach Fig. 2 besteht die Stromquelle aus drei Wechselstromerzeugern 3', 3", 3"', die in Reihe geschaltet sind und Wechselströme erzeugen, deren Frequenzen f, f", f" sind. Mittels der Wiederholungsapparate 4', 4", 4"' können bei dieser Anordnung mindestens drei verschiedene Streckensignale auf der Lokomotive wiederholt werden in Abhängigkeit von dem durch die Schubstange 9 betätigten Schalter 8. Der Schalter kann so ausgebildet sein, daß er für gewisse Stenungen zwei oder sogar alle drei Kontakte gleichzeitig schließt. Es werden dadurch weitere Möglichkeiten zur Signalwiederholung auf der Lokomotive gegeben, da nichts verhindert, die Wiederholung bestimmter Signale dadurch zu bewirken, daß mehrere oder sämtliche Apparate gleichzeitig in die Nullstellung gebracht werden. In 5', 5", 5'" sind Resonanzsperrschaltungen angeordnet zur Sperrung der verschiedenen Apparate gegen die nicht zugehörigen Frequenzen. Die beiden Sperrschaltungen 5, die in an sich bekannter Weise aus einer Reaktanz und aus einer Kapazität mit Nebenschluß bestehen, verhindern die Frequenzen f" und f", durch den Apparat 4' zu fließen. Es ist dies ein einfaches Mittel, um durch elektrische Resonanz die erforderliche Unabhängigkeit in der Signalwiederholung zu erreichen. Um diese Unabhängigkeit noch weiter auszubilden, könnten derartige Sperrschaltungen noch in Reihe mit den Impedanzen 10', 10", 10'" vorgesehen werden.

Beschränkt man sich auf die Wiederholung zweier Signale, dann kann man für einen der Signalströme die Frequenz 0 wählen, d. h. Gleichstrom benutzen. In Fig. 3 ist dieser Spezialfall veranschaulicht.

Ein Wechselstromerzeuger 3 ist in Reihe geschaltet mit einer Gleichstromdynamo 3' (es kann hierzu auch eine Unipolarmaschine mit unduliertem Strom benutzt werden). Ist die Frequenz, welche von 3 geliefert wird, genügend hoch, so kann zur Sperrung für den Gleichstrom ein einfach in Reihe geschalteter Kondensator 5" verwendet werden, während zur Sperrung des Wechselstromes eine einfache Selbstinduktion 5' dient. Desgleichen bestehen die Impedanzen 10 und 11 nur aus einem Kondensator und einer Selbstinduktion. Man kann auch als Wiederholungsapparat 4" einen gegen Gleichstrom unempfindlichen Apparat benutzen, z. B. einen lameliierten Induktor, in dessen Innerem ein Anker mit Einkerbungen sich drehen kann, der mit einer einphasigen Wicklung versehen ist, rind dessen Achse mit Bezug zu der Achse des durch den Induktor erzeugten magnetischen Feldes schräg gestellt ist, z. B. um 45 °. In diesem Falle entsteht nur ein Kraftmoment, wenn die Magnetwicklung von einem Wechselstrom durchflossen ist, während die Wirkung des Gleichstromes gleich Null ist. Die Anwendung dieser Anordnung ist besonders dann angebracht, wenn die in 3 erzeugte Frequenz zu niedrig ist, um eine bequeme Anwendung von Kondensatoren wie der Kondensator 5" zu gestatten.

Nach Fig. 4 sind die Wiederholungsapparate 4', 4", 4"' in Reihe geschaltet, wobei für jeden Apparat zwei Resonanznebenschlüsse vorgesehen sind (Kondensator und Reaktanz in Reihe). Ist z. B. 5' auf die Frequenzen/", f" abgestimmt, so wird durch den Wiederholungsapparat 4' nur Wechselstrom von der Frequenz f fließen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein Streckenkontakt vorgesehen, dessen Wirkung auf dem Induktionsprinzip beruht. Zu diesem Zwecke ist ein Rahmen 6 an der Lokomotive und ein anderer Rahmen 7 auf der Strecke angeordnet. Der Scheinwiderstand für Ströme gegebener Frequenz der Gesamtanordnung auf der Lokomotive nimmt unter diesen Umständen !rhebJich zu, wenn die Rahmen 6 und 7 überiinanderzuliegen kommen, sobald die Apparate io', 10" und 10'" genau eingestellt sind. Die Wirkungsweise ist demnach die gleiche wie nach Fig. 2.

Zur Ausführung der verschiedenen Einstelungen sind in den Fig. 2 und 4 Kondensato-

ren oder Impedanzen vorgesehen, die in Reihe mit den Wiederholungsapparaten 4', 4", 4"' geschaltet sind. Die Reihenschaltung nach Fig. 4 kann ebenfalls für die Benutzung von Gleichstrom ausgebildet sein. Dann können die Nebenschlüsse aus einem einfachen Kondensator und einer einfachen Selbstinduktion bestehen. Es wird jedoch in diesem Falle die Anwendung des durch Induktion wirkenden Streckenkontaktes unmöglich, dagegen kann ein Apparat, der nur für Wechselstrom empfindlich ist, in diesem Falle von besonderem Wert sein.

Wie schon vorhin erwähnt, kann die Re gistrierung eines Signals auch dadurch bewerkstelligt werden, daß nur Strom beim Vorbeistreichen an einem Streckenkontakt fließen kann. Im Falle man nur für jedes Signal die Schließung und die Öffnung registrieren will, könnte man die Schließung durch einfaches Anlegen an Erde bewirken, indem der Wiederholungsapparat dann in dieser Stellung kurzgeschlossen wird, Der Wechselstromerzeuger braucht nur eine einzige Frequenz zu liefern,

25' wobei die Registrierung der Öffnungsstellung durch ein momentanes Anwachsen des Ortsstromkreises auf der Lokomotive gesichert wird. Dieses Anwachsen kann z. B. mittels des Kondensators 11 in der Fig. 3 erzielt werden. (Auf der Zeichnung entspricht die zweite Stellung des Schalters 8 dem direkten Anlegen an Erde). Das in dieser Weise* erzielte Anwachsen des Lokalstromes durch unvollkommene Resonanz wird auf der Lokomotive mittels eines auf ein Maximum eingestellten Relais wahrgenommen, das an die Klemmen des Wechselstromerzeugers gelegt ist, oder auch mittels des die Schließstellung bei Stromlosigkeit anzeigenden Apparates, der derart ausgebildet ist, daß er gleichzeitig als Maximalanzeiger wirkt, usw. Da die Registrierung des offenen Signals nur zu _j Kontrollzwecken dient, ist diese besonders einfache Lösung in verschiedenen Fällen sehr zweckmäßig. Sie benutzt gleichfalls die Resonanzerscheinungen, die eng mit den Überspannungserscheinungen verknüpft sind.

In allen Fällen können die verschiedenen Wechselstromerzeuger 3', 3", 3'" parallel geschaltet werden, wobei Resonanzsperrschaltungen vorgesehen werden können oder nicht.

Der Sicherheit halber ist es ratsam, den vorhergehend beschriebenen Vorrichtungen ein Organ zuzufügen, welches verhindert, daß die Wiederholungsapparate in Funktion" treten, wenn die Bürsten 2 einem gut leitenden Hindernis, z. B. der Schiene oder einem anderen an der Strecke vorhandenen Hindernis, begegnen und dabei das Kurzschließen der Apparate herbeiführen (oder sie unter Spannung setzen, wenn die Registrierung durch Herstellung eines Stromkreises erfolgt). Zu diesem Zwecke ist in den Leiter, welcher den Wechselstromerzeuger 3 mit d_oer Bürste 2 verbindet (Fig. 1), eine geeignete Reaktanz (Induktanz oder Kapazität oder eine Kombination beider Elemente) eingeschaltet, derart, daß die Erdung der Bürste 3 zum Auslösen der Wiederholungsrelais nicht genügt.

Befindet sich dagegen der Schalter 8 z. B. in einer der Stellungen, welche den Streckenkontakt 2 mit einer der Reaktanzen 10 und 11 verbindet, so kann das durch diese Reaktanz und die vorhin erwähnte zusätzliche Reaktanz gebildete Ganze noch einen erheblichen Widerstand für die in Betracht kommende Frequenz bilden, und der entsprechende Wiederholungsapparat wird stromlos.

Es ist noch zu bemerken, daß. das Kurzschließen der Relais unmittelbar vermittels eines Transformators erfolgen kann, dessen Primärwicklung an die Klemmen des Wechselstromerzeugers 3 angeschlossen ist, während die Sekundärwicklung einerseits an Erde gelegt ist, anderseits mit der Bürste 2 in Verbindung steht. Das aus 3, 4 und 5 gebildete Ganze muß in diesem Falle von der Erde isoliert und die Verbindung zwischen den Apparaten durch Kabel von geeigneter Isolation hergestellt sein.

In diesem Falle können die magnetischen Ströme des Transformators genügen, um den Effekt der zusätzlichen Reaktanz oder wenigstens eine Verstärkung dieser Reaktanz zu bewirken, usw. Diese Einrichtungen sind anwendbar bei einer beliebigen Anzahl von Wiederholungssignalen, daher auch, wenn nur ein Signal vorgesehen ist. Auch in diesem Falle ist der einzige Kontakt des Schalters über eine Impedanz mit der Erde verbunden, obgleich es im ersten Augenblick als zweckmäßig erscheint, diesen Kontakt direkt ^u erden, wenn das Schema nach Fig. 1 für die Wiederholung eines einzigen Signales angewendet wird.

Erfolgt die Inbetriebsetzung der Relais dadurch, daß sie unter Spannung gesetzt werden, so wird gleichfalls die zusätzliche Reaktanz in den Leiter, welcher die Bürste 2 mit den übrigen Apparaten verbindet, eingeschaltet, und die Wirkung derselben kombiniert sich mit der der Reaktanzen, welche mit den Kontakten des Schalters verbunden sind. Diese Einrichtung findet eine zweckmäßige Anwendung, selbst wenn nur die Wiederholung eines einzigen Signales in Betracht kommt.

Die Vermeidung einer Inbetriebsetzung der Wiederholungsapparate, ohne daß ein Signal vorliegt, kann auch mittels des Schaltungs-Schemas nach Fig. 3 erreicht werden.

Die Wiederholungsapparate 4' und 4" wer-

den gleichzeitig kurzgeschlossen, wenn em einen guten Leiter bildendes Hindernis durch die Bürste 2 getroffeji wird Streicht die Bürste dagegen an einem Schienenkontakt vorbei, wenn der Schalter 8 mit der Selbstinduktion 10 oder dem Kondensator 11 verbunden ist, so wird nur ein einziger Wiederholungsapparat ausgelöst. Dieser Umstand kann dazu benutzt werden, um dem Lokomotivführer die Ursache der Inbetriebsetzung kenntlich zu machen.

Man kann sich auch vorstellen, daß die beiden Relais durch einen geeigneten Mechanismus mit einer Alarmvorrichtung derart verbunden werden, daß diese Alarmvorrichtung nicht in Betrieb gesetzt wird, wenn die beiden Relais gleichzeitig ausgelöst werden, dagegen das Auslösen eines einzigen Relais ein Signal hervorruft.

Soll nur ein Signal wiederholt werden, so besteht der Schalter 8 nur mehr aus einem einfachen Unterbrecher, der entweder durch die Unterbrechung des Stromkreises wirkt oder durch Kurzschließung des Kondensators 11 bzw. der Induktion 10. In diesem Falle werden bei offener Strecke, wenn die Bürste 2 an dem Streckenkontakt vorbeistreicht, die beiden Wiederholungsapparate gleichzeitig kurzgeschlossen, wie vorher schon beschrieben. Mittels der Schaltung nach Fig. 4 kann offenbar dasselbe Ziel erreicht werden. Wech₇ selstrom und Gleichstrom bzw. zwei Wechselströme verschiedener Frequenz sind gleichfalls anwendbar zu dem beschriebenen Zweck, für den Fall, daß die Wiederholungsapparate durch Herstellung eines Stromkreises bei der Vorbeifahrt an einem Schienenkontakt bei geschlossener Strecke in Betrieb gesetzt werden. In diesem Falle wird der lokale Stromkreis auf

der Lokomotive, in welchem der Wechselstromerzeuger mit den beiden Wiederholungsapparaten in Reihe geschaltet ist, über die Bürste, den Schienenkontakt, die Streckenimpedanz und Erde geschlossen.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   r. Elektrische Einrichtung zur Wiederholung von Streckensignalen auf Lokomotiven, gekennzeichnet durch einen Wechselstromerzeuger auf der Lokomotive, der mehrere Wechselstromfrequenzen liefert, von denen je eine jedem zu wiederholenden Signal zugeordnet ist, wobei zur Wiederholung eines Signals ein Stromkreis mit der dem Signal entsprechenden Frequenz in Resonanz gebracht wird, wodurch das die Wiederholung bewirkende Relais durch Stromzu- oder -abnähme in Tätigkeit gesetzt wird.
2. 2. Elektrische Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholungsrelais mit Ruhe- oder Arbeitsstrom betrieben werden.
3. 3. Elektrische Einrichtung für Ruhestrom nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche Einrichtungen (z. B. eine zwischen den Wechselstromerzeuger (3) und die Bürste eingeschalteten geeignete Reaktanz) zur Verhinderung einer Auslösung des Relais bei zufälliger Erdung der Bürste.
4. 4. Elektrische Einrichtung % nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederholungsrelais für eins der Signale durch Gleichstrom betätigt wird.
5. 5. Elektrische Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstromerzeuger ortsfest angeordnet ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.