DE507432C - Elektrische Fernueberwachungsanlage - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Fernübervvachungsanlage, die insbesondere im Rahmen von Eisenbahnsignalanlagen Anwendung finden soll und die bebesonders hohen Anforderungen genügt, die bei solchen Anlagen an die Zuverlässigkeit gestellt werden.

Die Erfindung betrifft eine Anlage, die aus einem Ruhestromkreise besteht, der eine Stromquelle, einen Widerstand und zwei Relais in Reihenschaltung enthält, von denen das erste durch den Ruhestrom, das zweite erst bei höherer Stromstärke zum Ansprechen kommt. Die Erfindung besteht darin, daß das Ansprechen des zweiten Relais durch Kurzschließen des Widerstandes, z. B. durch die Zugachsen, erfolgt. Dadurch wird ein Alarmoder Haltsignal bzw. ein Schaltrelais ausgelöst, während eine Unterbrechung einer der Leitungen des Ruhestromkreises das Abfallen des erstgenannten Relais und die Auslösung eines Störungssignals hervorruft.

Die neue Kombination ist ziemlich einfach, und durch Anwendung von Reserveteilen, wie Stromquellen, Relais, Lampen, doppelten Leitungen, kann die Zuverlässigkeit ohne bedeutende Komplizierung erhöht werden. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen mit Freisignali sierung hat sie den Vorteil, daß sie weniger Strom verbraucht und frei von der in der Freisignalisierung liegenden Störungsquelle ist; das gleiche gilt für die bekannte Vorrichtung, bei der der Ruhestrom durch Elektromagnete bedeutende Arbeit leisten soll.

An sich ist es bekannt, eine Störung zu signalisieren, aber bis jetzt wurde dafür das Alarmsignal benutzt oder ein Signal, das bei Störung gerade erlischt; das erstere hat den Nachteil, daß bei Niveauübergangssicherung in Störungsfällen umsonst gewartet wird, und letzteres ist nicht bequem.

Infolge ihrer Einfachheit und besonders weil der Ruhestromkreis nur zwei, gegebenenfalls teilweise kombinierte Kontaktvorrichtungen und kein Signal zu steuern braucht, kann die Ruhestrombatterie schwach sein und der Schienenwiderstand ohne Beeinträchtigung der Empfindlichkeit sogar bis auf 10 Ohm herabgesetzt werden, so daß die durch Regen verursachte Widerstandsverminderung keine bedeutende Rolle spielen kann.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Abb. ι ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform mit Differentialrelais.

Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der durch Kurzschließen eines als Widerstand gebrauchten Relais das Alarmsignal betätigt wird.

Abb. 4 und 5 zeigen schließlich eine Anwendung der Erfindung bei einer Sicherungsanlage an einem bestimmten Teil eines Schienenstranges, z. B. an einem Niveauübergang. In Abb. ι ist eine beliebige elektrische \o Stromquelle 1 in einen Stromkreis eingeschlossen mit einem Relais 2, dessen bei 4 drehbar gelagerter Anker 3 für gewöhnlich nicht angezogen ist und in der dargestellten Lage durch sein Eigengewicht gehalten wird. Ein zweites Relais 5, dessen Anker 6 bei 7 drehbar ist und für gewöhnlich angezogen gehalten wird, ist mit dem Relais 2 in Serie geschaltet, und der Stromkreis wird vervollständigt durch eine Leitung 8, in die ein Wi- ZQ derstand 9 eingeschaltet ist. Wird letzterer kurzgeschlossen, so wächst die Kraft des Magneten 2 derart, daß sein Anker 3 angezogen wird. Dadurch wird bei 10 ein Kontakt hergestellt und so ein besonderer Stromkreis ii, 12 geschlossen. In diesem nicht vollständig dargestellten Stromkreis liegt eine Lampe, die durch ihr Aufleuchten ein Alarmsignal gibt. Gleichzeitig wächst die Kraft des Magneten 5 in gleicher Weise, aber dies bewirkt nur ein stärkeres Anziehen des Ankers 6. Wird der Kurzschluß aufgehoben, so wird nur der Anker 3 freigegeben.

Wenn jedoch aus irgendeinem Grunde, z. B. infolge Unterbrechung der Leitung 8, der Strom an dieser Stelle zu fließen aufhört oder stark vermindert wird, werden die Relais 5 und 2 aberregt. Dabei bleibt der Anker 3 in seiner gewöhnlichen nicht angezogenen Lage, während der Anker 6 abfällt, so daß bei 13 ein Kontakt entsteht und ein besonderer Stromkreis 14, 15 "geschlossen wird. Dieser ebenfalls nicht vollständig dargestellte Stromkreis enthält ein Störungen anzeigendes Signal, insbesondere eine Lampe, deren Aufleuchten also eine solche Störung signalisiert.

Es ist zweckmäßig, für die Signale eine besondere Stromquelle zu benutzen oder doch wenigstens eine ErsatzstiOmquelle dafür vorzusehen, so daß unter allen Umständen das Störungssignal mit Sicherheit abgegeben wird. Da das Störungssignal den wichtigsten Teil der Anlage bildet, ist es weniger wichtig, für die Batterie 1 eine Ersatzstromquelle zu haben. Übrigens kann man gegebenenfalls auch eine Stromquelle 1 für den Relaisstromkreis und die Signalstromkreise in Verbindung mit einer Ersatzstromquelle verwenden. In diesem Falle sind die in gestrichelten Linien dargestellten zusätzlichen Leitungen vorgesehen, wobei die Stromkreise für das Alarm- und das Störungssignal sich zwischen die Leitungen 12 und 17 bzw. 15 und 17 einfügen.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführung wird ein Differentialrelais 2" benutzt, dessen auf demselben Kern angeordnete, entgegengesetzt gewundene Wicklungen parallel geschaltet sind. Dabei sind das Relais 5 und der Widerstand 9 mit der unteren Wicklung des Relais 2^a in Serie geschaltet. Die untere Wicklung ist dem Anker 3 näher als die obere und überdies durch eine größere Anzahl Windungen für sich allein so viel stärker, daß ihre durch die Widerstände 5 und 9 geschwächte Wirkung wenigstens nahezu durch die Gegenwirkung der oberen Spule aufgehoben wird. Daher wird für gewöhnlich der Anker 3 nicht angezogen, vielmehr findet ein Anziehen nur dann statt, wenn das Gleichgewicht entweder durch Unterbrechung des Stromkreises 8 (wobei die Wirkung der unteren Wicklung ganz aufhört, während der Teilstromkreis durch 2" bestehen bleibt) oder durch Kurzschließen des Widerstandes 9' (wobei die Wirkung der unteren Wicklung sich verstärkt) gestört wird.

Bei der Anordnung der Abb. 3, die eine Abänderung der Anordnung gemäß Abb. 1 ist, jedoch keinen besonderen Widerstand 9 go aufweist, bewirkt ein Kurzschließen des Stromkreises 8 das Freigeben des Ankers 3, der ebenso wie der Anker 6 für gewöhnlich angezogen gehalten wird. Die durch eine zweite Stromquelle betriebenen nicht dargestellten Signalstromkreise sind genau so angeordnet wie bei der Anlage der Abb. 1, nur daß im Falle eines Stromloswerdens des Stromkreises der Stromquelle 1 beide Signalstromkreise geschlossen werden. κχ·

Für die in den Abb. 4 und 5 dargestellten Anlagen genügt zur Verständlichmachung die Erläuterung der Wirkungsweise.

Befährt z. B. bei der Anlage der Abb. 4 ein Zug das isolierte Schienenstück 20, so wird der zwischen diesem und der Schiene 8 angeordnete Widerstand 9' kurzgeschlossen. Dadurch wird das Gleichgewicht des DifFerentialrelais 2', dessen normalerweise in ihrer Wirkung einander ganz oder beinahe neutralisierende Wicklungen 18', 19' in Serie geschaltet sind, während Relais 5', Leitungen 8' und Widerstand 9' parallel zur Wicklung 18' liegen, aufgehoben und sein Anker 3' durch die Wirkung der Wicklung 19' angezogen. Dadurch wird bei 10' ein Kontakt hergestellt, und der ihn enthaltende Stromkreis ist geschlossen. In diesem Stromkreis liegt ein Magnet 33 eines Schalters 35, 36 und ein Transformator 27, mittels dessen ein Strom niedriger Spannung aus den hochgespannten Wechselstrom führenden Leitungen 28, 29 er-

halten wird. Die Erregung des Magneten 33 bewirkt eine Bewegung des Schalthebels 35 im Gegensinne des Uhrzeigers und die Herstellung eines Kontaktes bei 36, wodurch ein weiterer Stromkreis geschlossen wird. In diesem Stromkreis liegen Gefahr- oder »Halt«-Lampen 37, d. h. das Alarmsignal, ferner eine Leitung 34 und der Transformator 2*]. Sobald der Kurzschluß des Wider-ίο Standes 9' aufgehoben ist, d. h. wenn der Zug das Schienenstück 20 verlassen hat, kehrt der Anker 3' durch sein Eigengewicht oder durch eine (nicht dargestellte) Feder in die dargestellte Ruhelage zurück, weil die Wirkung der Relaiswicklung 19' wieder annähernd durch die Wirkung der Wicklung 18' aufgehoben wird. Diese Wicklung 18', die den Widerständen 9' und 5' parallel geschaltet ist, hat eine größere Anzahl von Windungen als die Wicklung 19'.

Befährt der Zug das isolierte Schienenstück 21, so wird ein Widerstand 9" kurzgeschlossen, der in der Zusammenwirkung mit einem Differentialrelais 2" in ähnlicher Weise, wie bereits für das Relais 2' beschrieben, die Erregung eines anderen Magneten 32 bewirkt, so daß der Hebel 35 im Uhrzeigersinne gedreht wird, dadurch in seine gewöhnliche Lage (wie dargestellt) zurückkehrt und so den Kontakt bei 36 unterbricht, wodurch die Gefahr- oder »Halt«-Lampen 37 erlöschen.

Hört aus irgendeinem Grund der Stromfluß in der Leitung 8' auf, z. B. durch eine Unterbrechung in dem Widerstand 9', so wird ein Anker 6' des Relais 5' freigegeben, so daß ein Kontakt bei 13' entsteht und dadurch ein Stromkreis mit Störungen anzeigenden Lampen 40 und Transformator 27 geschlossen wird. Gleichzeitig wird das Gleichgewicht des Relais 2' gestört, so daß das Alarmsignal 37 ebenfalls gegeben wird, wie oben erläutert. Wird durch Störung der Leitung 8" der Strom in ihr unterbrochen, so wird der Anker 6" des Relais 5" freigegeben, wodurch ein anderer Stromkreis bei 13" geschlossen wird, in den ebenfalls die »Störungs«-Lampen 40 und der Transformator 2¹] eingeschaltet sind. Gleichzeitig wird infolge Störung des Gleichgewichts im Relais 2" dessen Anker 3" angezogen, so daß infolge öffnens des Schalters 35' 36 (falls der Hebel 35 sich nicht schon vorher in der dargestellten Lage befunden hat) die Gefahr- oder »Halt«-Lampen 37 erlöschen. Da es indessen wünschenswert ist, eine unter allen Umständen gleiche Störungsanzeige zu haben, sind Lampen 43 in Parallelschaltung mit den »Störungs«-Lampen 40 vorgesehen, die das gleiche Alarmsignal wie die Lampen 37 geben, so daß das Alarmsignal auch dann gegeben wird, \venn die Lampen 37 infolge der Störung nicht brennen,

z. B. wenn infolge Störung in 8" der Hebel 35 in der dargestellten Lage gehalten oder in sie gebracht wird.

Hört die Stromquelle 1 auf, Strom abzugeben, so werden beide Anker 6' und 6" freigegeben, aber die Kontakte bei 10' und 10" werden nicht geschlossen. Befindet sich der Hebel 35 in diesem Augenblick in der dargestellten Lage, so würde kein »Halt«-Alarm gegeben, wenn die Lampen 43 nicht vorgesehen wären. Es ist unter den gegebenen Umständen unwichtig, die Sicherheit der Anlage dadurch zu erhöhen, daß ein Ersatz für die Stromquelle 1 vorgesehen wird. Andererseits ist es von der größten Wichtigkeit, daß das Aufleuchten der »Störunge«-Lampen und im erforderlichen Falle auch das Aufleuchten der »Halt«-Lampen unter allen Umständen mit Sicherheit gewährleistet wird. Für diesen Zweck können die Relais 5' und 5" verdoppelt werden, so daß der die »Störungs«-Lampen enthaltende Stromkreis geschlossen wird auch für den Fall, daß einer der Anker 6' oder 6" nicht in Tätigkeit treten sollte, z. B. wenn infolge Rostbildung oder aus anderen Gründen an den Polen ein Anhaften erfolgt. Noch wichtiger ist es, Reservelampen 40' vorzusehen, die mit den Lampen 40 parallel geschaltet sind, so daß das »Störungs«-Signal auch gegeben wird, wenn eine der Lampen 40 ausgebrannt ist. Natürlich können Ersatzlampen in gleicher Weise für die Gefahroder »Halt«-Lampen 37 und 43 vorgesehen werden. Es ist gleichfalls wichtig, eine Ersatzstromquelle zu haben für den Fall, daß die Leitungen 28 und 29 gestört oder stromlos werden. Für diesen Zweck werden eine Ersatzbatterie 31 oder eine andere Stromquelle und ein zwischen 28 und 29 geschaltetes Relais 30 vorgesehen. Wenn der Strom aufhört, durch das Relais 30 zu Hießen, wird sein Anker freigegeben und die Batterie 31 automatisch in Tätigkeit gesetzt.

Auf Wunsch können einfache Mittel vorgesehen werden, um dem Lokomotivführer die Störung anzuzeigen, z. B. für den Fall, daß die Anlage an einem Eisenbahnniveauübergang Anwendung findet. In solchen Fällen werden Lampen 41 mit den »Stö- no rungs«-Lampen 40 parallel geschaltet und etwa i¹/» km von dem Niveauübergang in der ■ Richtung, aus der der Zug kommt, angeordnet. Der Lokomotivführer wird dadurch gewarnt, ehe der Zug sich dem Niveauübergang nähert. Bei dem Niveauübergang kann ein Schalter 42 vorgesehen werden, der der Allgemeinheit zugänglich ist, z. B. nach Einschlagen eines Glasfensters, so daß nötigenfalls das Signal 41 gegeben werden kann.

Wenn die Anlage Verwendung finden soll bei Zügen, die aus beiden Richtungen korn-

men, werden zusätzliche isolierte Schienenstücke 44 und 46 mit Widerständen g^a bzw. g^b vorgesehen. Die Stücke 20 und 46 für die Einschaltung des Alarmsignals werden zwisehen den Stücken 44 und 21 für die Ausschaltung des Alarmsignals angeordnet.

Obgleich dies möglich ist, ist es nicht notwendig, vier Differentialrelais hierfür vorzusehen, da die Leitung 45 mit der Leitung 8" und die Leitung 47 mit der Leitung 8' verbunden werden kann, wobei die fraglichen Widerstände und die Wicklungen 18', 19' und 18", 19" so gewählt werden, daß das gewünschte Gleichgewicht für die Relais 2' und 2" erzielt wird.

Die in Abb. 5 dargestellte Anlage unterscheidet sich von der in Abb. 4 dargestellten nur dadurch, daß die Alarm- und »Störungs«- Relais je in einem einzigen Relais 50' und 50" vereinigt sind, das jedoch kein Differentialrelais ist. Der Schalthebel 35 ist ersetzt durch ein Schaltrad 54. Außerdem sind einige Teile, wie z. B. die Ersatzlampen, nicht dargestellt. Die Belastungsfedern 52' und 53' sind ungleich stark, so daß unter gewöhnlichen Verhältnissen nur der Anker 6' unter Überwindung der Feder 52' durch den T-förmigen Kern 51' angezogen wird, während das Anziehen des Ankers 3' nur bei erhöhter Zugkraft des Relais, namentlich bei Kurzschluß von 9', erfolgt.

Die magnetischen Mittel, die dazu dienen, das Rad 54 in Umdrehung zu versetzen, sind bei 55 nur schematisch dargestellt, ebenso die Endleitungen bei 56, da die Mittel und Schaltungen zur Erreichung der bezeichneten Wirkungen bereits zum Stande der Technik gehören. Abgesehen von der Vereinfachung, die durch die Kombination der Relais erzielt wird, hat die Anordnung eines Schaltrades o. dgl. den Vorteil, daß die Anlage mit nur zwei isolierten Schienenstücken 21 und 20 auch für Züge, die aus beiden Richtungen ankommen, gebraucht werden kann. Bei der in Abb. 5 dargestellten Anordnung kann auf. das Relais 50" verzichtet werden. In diesem Falle liegen zweckmäßig die Widerstände 9' und 9" untereinander und mit der Stromquelle 1 in Serie. Dann fällt außerdem die besondere Verbindung zwischen , Stromquelle 1 und Schiene 8 fort.

Mechanische Mittel, die bekanntlich zu Störungen neigen und nicht leicht ersetzt werden können, sind bei der Fernüberwachungsanlage soweit wie möglich vermieden.

Die Empfindlichkeit der Relais kann leicht nach Wunsch geändert werden.

Alle wichtigen Teile der Apparatur können eingekapselt werden, z. B. in Metallgehäuse, so daß sie der Allgemeinheit nicht zugänglich sind.

Die beschriebenen Anlagen können ohne wesentliche Änderung auch für andere Zwecke gebraucht werden, z. B. für Fernmeldevorrichtungen zur Überwachung einer Stelle eines Schienenstranges, zum Anzeigen des Wasserstandes in einem Tank oder in einem Wasserstandsglas.

Claims (5)

1. 70 Patentansprüche:

   i. Elektrische Fernüberwachungsanlage, insbesondere für Eisenbahnüberwege, bestehend aus einem Ruhestromkreis, der eine Stromquelle, einen Widerstand und zwei Relais in Reihenschaltung enthält, von denen das erste durch den Ruhestrom, das zweite erst bei höherer Stromstärke zum Ansprechen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechen des zweiten Relais (2) durch Kurzschließen des Widerstandes (9), z. B. durch die Zugachsen, erfolgt, wodurch ein Alarm- oder Haltsignal (37) bzw. ein Schaltrelais (34) ausgelöst wird, während eine Unterbrechung einer der Leitungen des Ruhestromkreises das Abfallen des erstgenannten Relais (5) und die Auslösung eines Störungssignals (40) hervorruft (Abb. 1).
2. 2. Elektrische Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (2) für das Alarmsignal (37) ein Differentialrelais ist (Abb. 2).
3. 3. Elektrische Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (9) durch das Relais (2) für das Alarmsignal (37) selbst gebildet wird (Abb. 3).
4. 4. Elektrische Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais (2 und 5) derartig baulich vereinigt sind, daß sie den Elektromagneten (50' bzw. 50") mit Eisenkern (51' bzw. 51") gemeinsam haben (Abb. 5).
5. 5. Elektrische Fernüberwachungsanlage nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Alarm- oder Haltsignal (43) in solcher Schaltung vorgesehen ist, daß es stets gleichzeitig mit dem Störungssignal in Wirkung tritt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen