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Einrichtung zum elektrischen Fernabschalten von Streckenabschnitten
bei elektrisch betriebenen Bahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum elektrischen Fernabschalter von Streckenabschnitten bei elektrisch betriebenen
Bahnen.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, das Abclialten von Streckenabschnitten
vom fahrenden Zuge oder von den Zugfolgestellen aus dadurch zu bewirken, daß durch
willkürliche Betätigung einer im Wagen bzw. in den Zugfoigestellen vorgesehenen
Einrichtung das Unterwerk zur Abgabe von taktmüßig unterbrochenem Gleichstrom im
Speisestromkreis gezwungen wird, um auf diese Weise einen oder mehrere Streckenautomaten
unier Verwen (hing eines besonderen Transformators und eines Zeitrelais auszulösen.
Die Abgabe von taktmäßig unterbrochenem Gleichstrom wird durch einen im Zuge oder
in den Zugfolgestellen vorhandenen Unterbrecher bewirkt, der in einfacher Weise
aus kontaktgebenden Teilen bestehen kann. Es ist jedoch unter gewissen Umständen
notwendig, dein zu unterbrechenden Strom eine derartige Stromstärke oder eine so
große Unterbrechungsperiodenzahl zu geben, claß durch Funken-oder Lichtbogenbildung
leicht eine schädliche Beeinflussung der Unterbrechereinrichtung erfolgt.
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Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Einrichtung besteht darin,
daß die von den heute meist verwendeten Gleichrichtern erzeugte Gleichstromspannung
sehr wellig ist. Es bestände also die Möglichkeit, daß diese Oberwellen die Auslöseeinrichtung
unbeabsichtigt zum Ansprechen ])ringen. Dieser Nachteil wird bei der Einrichtung
gemäß) der Erfindung behoben.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, claß zur Erzeugung des taktmäßig
unterbrochenen Auslösestromes im Zuge oder in den Zugfolgestellen eine Elektronenröhre
vorgesehen ist, deren Ventilwirkung bei Beeinflussung der Kathode oder des Gitters
bereit: bekannt ist. Diese Beeinflussung kann dadurch geschehen, <iaß z. B. der
Heizstromkreis der Kathode periodisch geschlossen und geöffnet wird. Im gleichen
Takt läßt dann die Röhre Strom von der Fahrleitung der Strecke zur Schienenrückleitung
fließen. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß der dauern(] zti schaltende
Heizstrom viel kleiner als der zur Auslösung des Unterwerks zu unterbrechende Strom
ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform wird z. B. eine Gitterröhre verwendet,
deren Gitter durch einen Wechselstrom periodisch positiv oder negativ aufgeladen
wird, oder deren Gitterspannung gegen die Kathode periodisch verändert wird.
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Diese AusHihrungsform hat den Vorteil, daß keine mechanischen Stromunterbrecher
benötigt werden. Infolgedessen läßt sich irgendeine beliebige Unterbrechungsperiodenzahl
erreichen
Schließlich gestattet die Röhre als Unterbrechungsmittel
ein Abstimmen der Unterbrechungs- und Auslöselage auf eine beliebige, aber bestimmte
Unterbrechungsperiodenzahl, so daß man durch dieses Mittel aus dem etwa störenden
Bereich der Oberwellen der Gleichrichter herauskommen und durch Verwendung verschiedener
Abstimmung ganz bestimmte Werke beeinflussen kann. Es besteht dann auch die Möglichkeit,
noch andere Befehle als nur Ausschaltbefehle zu übermitteln.
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Diese Anordnung ist auch für Wechselstrombahnen verwendbar. Das Unterwerk
gibt in diesem Falle taktmäßig unterbrochenen Wechselstrom ab. Es tritt eine Überlagerung
der taktmäßigen Stromimpulse mit der Wechselstromgrundwelle ein.
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Um ein besseres Aussieben der Grundwelle (diese kann Gleichspannung
ohne und mit Oberwellen oder Wechselspannung sein) des speisenden Werks von der
ihm zur Auslösung entnommenen Unterbrechungswelle zu ermöglichen, wird in die Speiseleitung
eine Drosselspule gelegt. In Nebenschluß zu dieser wird der Auslösetransformator
unter Vorschaltung eines Kondensators geschaltet. Dadurch erreicht man, daß der
Nebenschlußkreis vermöge seiner Bauart (durch Wahl von Kapazität und Induktivität)
nur die höher frequenten Unterbrechungsimpulse durchläßt, die in den angeschlossenen
abgestimmten oder nicht abgestimmten Kreisen die Auslösung des Automaten oder andere
Befehle im Werk zur Ausführung bringen, während die niederfrequenten Schwingungen
der Grundwelle des Werks durch die Drossel gehen.
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Schließlich hat die Röhre als Unterbrechungsmittel noch den Vorteil,
daß sie höchstens den Sättigungsstrom durchläßt; ein Begrenzungswiderstand wie bei
mechanischer Unterbrechung ist nicht mehr erforderlich.
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Wenn der Streckenautomat durch die Einrichtung zum Auslösen gebracht
ist, wird gleichzeitig im Unterwerk die zum Einschalten des betreffenden Automaten
dienende Spule an Fahrleitung und Schienenrückleitung gelegt. Der Führer des Fahrzeuges
ist nunmehr in der Lage, der so unmittelbar angeschlossenen Einschaltspule des Automaten
von der Batterie der Lokomotive unter Verwendung irgendeiner Sicherheitsschaltung
Spannung zum Wiedereinschalten zu geben.
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Die Erfindung ist auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt: Abb. i das Schaltbild im Unterwerk mit einem Röhrenunterbrecher
im Zuge.
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Abb.2 ist eine andere Ausführungsform des Röhrenunterbrechers im Zuge.
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Abb.3 ist das Schaltbild eines im Zuge. vorgesehenen abstimmbaren
Röhrenunterbrechers. Abb.4 ist das entsprechende Schaltbild im Unterwerk.
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Abb. 5 ist eine besondere Ausführungsform als Schaltbild dargestellt
int Unterwerk.
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In Abb. i ist mit A das Unterwerk bezeichnet, während B einen auf
der Strecke fahrenden Zug darstellt. Im Unterwerk ist mit i die Dynamomaschine bzw.
der Umformer bezeichnet, der über den Maschinenautomaten 2 und den Streckenautomaten
3 zur Speisung des Fahrdrahtes 4 dient. Der andere Pol der Maschine ist über die
Sammelschiene 5 an die Fahrschiene 6 angeschlossen. Zwischen dem Streckenautomaten
3 und dem Fahrdraht 4 liegt der Durchgangstransformator mit der primären Wicklung
7 und der sekundären Wicklung B. Die Sekundärwicklung ist mit einem Zeitrelais 9
verbunden, welches zum Schließen der beiden Kontakte io und i i dient, derart, daß
durch die Leitung 12 der von der Batterie 14 kommende Strom über die Anzeigetafel
13 zur Auslösespule 15 des Streckenautomaten 3 fließen kann. Der Kern 16 der Spule
ist derart mit dem Streckenautomaten verbunden, daß beim Schließen des Stromkreises
über die Kontakte io, i i durch die Batterie 14 der Streckenautomat ausgelöst wird
und ein Abschalten des Stromes vom Fahrdraht erfolgt. Die im Wagen B oder in einer
Zugfolgestelle untergebrachte Einrichtung besteht aus einer Elektronenentladungsröhre
17, welche mit einer Anode 18 und einer Glühkathode i 9 ausgerüstet ist, die durch
die Heizbatterie 2o gespeist wird. Der Heizstromkreis enthält einen Unterbrecher
21, der von einer Antriebsvorrichtung 22 derart betätigt werden kann, daß ein ständiges
Unterbrechen und Schließen des Heizstromkreises der Glühkathode erfolgt. Die Anode
ist (unter Zwischenschaltung eines Widerstandes 23, sofern man den Sättigungsstrom
der Röhre nicht ausnutzen will) an den Fahrdraht 4 angeschlossen, während die Glühkathode
i9 bei 24 mit der Fahrschiene 6 verbunden ist. Durch abwechselndes Schließen und
Unterbrechen des Heizstromkreises der Glühkathode i9 wird der zwischen Anode und
Kathode fließende Elektronenstrom ständig unterbrechen und wieder geschlossen, so
claß diese Stromstöße in dem Transformator 7, S zur Wirkung kommen und das Zeitrelais
9 auslösen, um über die Kontakte io, i i durch die Auslösespule 15 den Streckenautomaten
3 zu betätigen. Der Unterbrecher 21 erhält nur eine sehr geringe Strombelastung
entsprechend dem an sich geringen Heizstroim für die Glühkathode i g.
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Eine weitere Ausführungsform des Unterbrechers ist in der Abb.2 veranschaulicht.
Die Elektronenentladungsröhre 17 enthält außer der Anode 18 und der Glühkathode
i9
ein Gitter 25. Diesem Gitter wird durch einen Wechselstromgenerator
26 eine Wechselspannung aufgedrückt, so daß entsprechend der Periodenzahl des Wechselstromes
eine Unterbrechung de., Elektronenstromes erfolgt, um wie bei der oben beschriebenen
Ausführungsform den Streckenautomaten 3 auszulösen. An Stelle eines @ZVchselstroingenerators
26 kann auch irgendeine andere Vorrichtung treten, die dem Gitter sich ständig verändernde
-Spannung' en zuführt.
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Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausfiihrungsform unter Verwendung einer
Elel.troneni-i>lire. Die Elektronenröhre 17 hat auch hier (lie Aufgabe des vorerwähnten
Unter'r)recher:.
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Der Einschaltstromstoß der Einrichtung genügt, um den sekundär angeschlossenen
Scllwingungslcl-eis 27 anzustoßen. Der Stromstoß erfolgt dadurch, daß zur Inbetriebnahme
der Einrichtung der Heizstromkreis geschlossen wird, wodurch die Elektronenröhre
für die Elektronen durchlässig wird. Der angestc-ßene Schwingungskreis 27 beeinflußt
dann in einem bestimmt vorgesehenen Takt las Gitter und bewirkt so die gewollte
Unterbr c#chungsperiodenzahl. Im Unterwerk ist, wie die Abb..I -neigt, eine entsprechende
Auslöseeinrichtung vorgesehen, die zur Betätigung der Auslösespule für den Streckenautomaten
3 riient. Diese Einrichtung enthält einen Hochfrequenztransformator, bestehend aus
der l'i-iniiirsptlle 28 und der Sekundärspule 29. Die Primärspule 28 liegt unmittelbar
in der Speiseleitung. Der Kondensator 3o dient zur Abstimmung unter Verwendung einer
von der Batterie 32 geheizten Elektronenröhre 31, deren Gitterspannung durch die
im Zuge hervorgerufene Kurzschlußperiodenzahl beeinflußt wird. Es ist auf diese
Weise möglich, (laß vom Zuge aus wahlweise ein ganz bestinlintes Unterwerk abgeschaltet
«-erden kann, ohne (laß die anderen Unterwerke beeinflußt werden. Die hochfrequente
Unterbrechungswelle überlagert sich bei Gleichstrombahnen der Gleichstromwelle,
bei Wechseisti-cnil)ahnen der niederfrequenten Wechselstromwelle, die das Kraftwerk
zur Versorgung seiner Stromverbraucher liefert. Ein grundsiitzlicher Unterschied
besteht bei beiden Stromsvstemen nicht.
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Bei y Gleichstroinbahnen durchfließt die Röhre außer der beabsichtigten
Auslösungswelle noch eine kleine Gleichstrorngrundwelle, Bei Wechselstrcmbahnen
eine kleine interinittierende Gleichstroingrundwelle, die aber für die Einrichtung
bedeutungslos ist. Durch die Gittervorspannung hat man es in der Hand, diese Grundwelle
in der Röhre in unschädlichen Grenzen zu halten.
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In der Abb. 5 ist eine etwas abgeänderte Au sführungsforin der Abb.
4 veranschaulicht. An Stelle des Hochfrequenztransformators ist in der Speiseleitung
eine Drossel 33 vorgesehen. An diese Drossel ist über einen Kondensator 34 erst
die Primärspule 35 eine. Hochfrequenztransformators angeschlossen, dessen Sektindiirspttle
29, wie bei Abb. d. beschrieben, mit den übrigen Teilen der Einrichtung verbunden
ist.