DE512147C - Zugbeeinflussungseinrichtung in Verbindung mit selbsttaetigem Streckenblock - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11. NO VEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Oi GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. August 1929 ab

Beim selbsttätigen Streckenblock hat man eine Sicherung der Züge gegen nachfolgende Fahrzeuge dadurch geschaffen, daß man die Streckensignale durch Relais betätigt, deren Betriebsstrom über die Schienen fließt, derart, daß bei Kurzschluß der Relais durch die Zugachsen das Signal in Haltestellung geht und den Zug deckt. Man hat diesen in den Schienen fließenden Wechselstrom, den Blockstrom,

ίο gleichzeitig verwendet, um eine fortlaufende Beeinflussung (Linienzugbeeinflussung) des fahrenden Zuges selbst herbeizuführen. Zu diesem Zweck hat man am Zuge Empfängerspulen angeordnet, in deren Wicklungen infolge Induktionswirkung durch den Blockstrom eine Spannung erzeugt wird, welche ein Empfangsrelais betätigt und dadurch das Erscheinen eines Signals oder eine Einwirkung auf die Bremsen des Zuges hervorruft.

ao Zur Vervollkommnung dieser Sicherungseinrichtung hat man ferner einen zweiten Strom, den Überwachungsstrom, durch die Schienen geleitet, der in beiden Schienen nach derselben Richtung und in gleicher Stärke fließt und daher von den Achsen des Zuges nicht beeinflußt wird. Durch geeignete Anordnung und Schaltung weiterer Empfängerspulen auf dem Zuge wird auch durch diesen Überwachungsstrom unabhängig vom Blockstrom eine Spannung erzeugt und dadurch ein Relais betätigt. Beide Empfängerrelais bewirken eine Signalgebung auf dem Zuge, die von den in den Schienen fließenden Strömen abhängig ist. Die Steuerung dieser Schienenströme erfolgt beim Blockstrom durch die Achsen eines Zuges, beim Überwachungsstrom durch die Streckensignale oder durch die vom Blockstrom betätigten Streckenrelais.

Wird der selbsttätige Streckenblock bei elektrischen Bahnen angewendet, so fließt durch die Schienen noch der Bahnrückstrom (Gleichstrom). Um den Rückleitungswiderstand für diesen Bahnrückstrom zu vermindern, legt man auf langen Strecken und bei starkem Zugverkehr meist längs der Schienen noch ein starkes Kabel, welches in kurzen Abständen mit den Gleisen so verbunden wird, daß die Schienen von dem Bahnstrom entlastet werden. Damit der Blockstrom hierbei durch den Blockabschnitt richtig fließt, werden z. B. am Anfang und Ende einer Blockstrecke Drosselstöße angeordnet, die den Triebstrom (Gleichstrom) ungehindert hindurchlassen, dem Blockstrom (Wechselstrom) aber einen größeren Wider- · stand bieten. Diese Drosselstöße werden dann in der Mitte ihrer Wicklung mit dem Bahnrückstromkabel verbunden.

Die grundsätzliche Anordnung für die Zuführung des Überwachungsstromes zu den Schienen für die Linienzugbeeinflussung zeigt Abb. i. Die Schienen 1 der einzelnen Blockstrecken A, B, C sind gegeneinander durch die

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Karl Lüddecke in Berlin-Siemensstadt

Trennstöße 2 isoliert. Am Anfang jeder Strecke liegt der Drosselstoß 3, am Ende der Strecke der Drosselstoß 4. Die Drosselstöße 4 und 3 zweier benachbarter Strecken sind in ihrer Wicklungsmitte miteinander verbunden und durch die Leitung 5 an das Rückstromkabel 6 angeschlossen. Wird nun die Sekundärwicklung des Transformators 7 für den Überwachungsstrom über Leitung 8 an die Mitte to des Drosselstoßes 3 und über Leitung 9 an die Mitte des Drosselstoßes 4 angeschlossen, so fließen die Schienenströme vom Transformator 7 über Leitung 8 durch jede der beiden Halbwicklungen des Drosselstoßes 3, dann parallel durch die Schienen 1, durch jede Halbwicklung des Drosselstoßes 4 und über Leitung 9 zurück zum Transformator 7. Außerdem kommt ein Parallelstrom über die Verbindungsleitungen 5 und das Bahnrückstromkabel 6 zustande (vgl. die Pfeilrichtung in Abb. 1).

Diese Anordnung hat für die Anwendung des Überwachungsstromes den Nachteil, daß das Bahnrückstromkabel einen guten Nebenschluß zu den Schienen darstellt, insbesondere bei längeren Strecken. Daher nimmt nur ein geringer Teil des Überwachungsstromes seinen Weg über die Schienen, während der Hauptanteil das Rückstromkabel durchfließt. Der Wirkungsgrad der Überwachungseinrichtung ist infolgedessen sehr gering. Da das Bahnrückstromkabel gleichzeitig meist an Nachbargleise angeschlossen ist, können auch deren Schienen von einem Teil des Parallelstromes durchflössen werden und dort bei genügender Stärke einen Überwachungsstrom vortäuschen, obwohl der diesem Abschnitt zugeordnete Überwachungsstrom abgeschaltet ist. Dadurch könnte ein in diesen Nachbarabschnitt einfahrender Zug eine falsche Beeinflussung mit Fahrtanzeige erhalten und zur Weiterfahrt verleitet werden, die unter allen Umständen vermieden werden muß.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun Maßnahmen, um den Überwachungsstrom bei Vorhandensein eines Bahnrückstromkabels oder eines anderen Stromweges, der parallel zu den Schienen verläuft, möglichst in voller Stärke durch die Schienen fließen zu lassen und die abirrenden Parallelströme zu begrenzen oder ganz zu unterbinden.

Das erste Beispiel hierfür zeigt Abb. 3. Hierbei erfolgt erfindungsgemäß die Speisung der beiden Schienen nicht mehr von einem Transformator über eine gemeinsame Speiseleitung, sondern durch zwei getrennte Transformatorwicklungen, welche jedoch auf einem Transformatorkern mit gemeinsamer Primärwicklung angeordnet sein können. Der Stromverlauf für die Schienenströme ist dann: Transformator 7, Zuleitung 8, rechte Schiene 1, Rückleitung 9; außerdem Transformator 10', Zuleitung 11', linke Schiene 1, Rückleitung 12. Die Parallelströme über die Verbindungsleitungen 5 und das Kabel 6 müssen nun noch die Wicklungen der Drosselstöße 3 und 4 durchfließen. Entsprechend der Größe der Obmschen Widerstände dieser Drosselstoßwicklungen wird der Gesamtwiderstand der Schienenströme vermindert, dagegen der Gesamtwiderstand der abirrenden Parallelströme erhöht, im Vergleich zur Anordnung nach Abb. 1. Der Wirkungsgrad der Einrichtungen kann hierdurch erheblich verbessert und die Störmöglichkeit auf Nachbargleisen herabgesetzt werden.

Eine Vereinfachung dieser Anordnung zeigt die Schaltung nach Abb. 2. Beide Schienen werden von einer gemeinsamen Transformatorwicklung gespeist, und zwar über einen Widerstand 10, 11, von dessen Mitte der Strom nach beiden Seiten abzweigt und dann unmittelbar zu den Schienen fließt. Am Ende der Strecke werden die Ströme wieder über einen Widerstand vereinigt und von dort in nur einer Rückleitung 9 zurückgeführt. Die Verteilung der Ströme in den Schienen und in den parallelen Stromwegen ist die gleiche wie in dem vorigen Beispiel (Abb. 3).

Mit Rücksicht auf die erhöhten Blockstromverluste dürfen diese Widerstände nicht zu klein bemessen werden. Sie bewirken daher einen stärkeren Spannungsabfall in der Zuführung des Überwachungsstromes. Um hierbei keinen unnötigen Energieverlust zu erhalten, können die Ohmschen Widerstände erfindungsgemäß ersetzt werden durch Drosselspulen ähnlich den Drosselstößen, die zwar dem Blockstrom einen verhältnismäßig hohen Widerstand bieten, aber den Überwachungsstrom fast ungehindert durchlassen, da er beide Wicklungshälften in entgegengesetztem Sinne durchfließt. Da ferner die Zuleitungen und die Wicklungen der Drosseln und des Transformators zusammen einen genügend hohen Ohmschen Widerstand besitzen, um den Bahngleichstrom nicht hindurchzulassen, so können diese Drosseln ohne Rücksicht auf die Stärke des Bahnstromes im Vergleich zu den Drosselstößen sehr klein dimensioniert werden.

Um gegebenenfalls eine andere Phasenver-Schiebung zwischen Block- und Überwachungsstrom zu erreichen, können statt der Widerstände oder Drosseln auch Kondensatoren zwischen die Zuleitungen 8 bzw. die Rückleitung 9 und die beiden Schienen geschaltet werden, deren Kapazitäten mit Rücksicht auf die zulässigen Spannungen, den gesamten Energieverbrauch und die Rückwirkung auf den Phasenwinkel im Blockrelais je nach den örtlichen Verhältnissen zu bemessen sind.

Abb. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem gemäß der Erfindung die Schaltung so vorgenommen wird.

daß das Bahnrückstromkabel bezüglich des Überwachungsstromes nicht mehr einen Parallelzweig zu den Schienen darstellt, sondern selbst als Rückleitung für den Überwachungsstrom benutzt wird. Hierbei erfolgt die Stromzuführung in der Mitte der zu speisenden Blockstrecke vom Transformator 7 über eine Zuleitung 8 und über einen Widerstand, eine Drossel oder Kondensatoren an den Schienen 1.

Von der Mitte der Strecke aus fließt der Überwachungsstrom in den Schienen nach den Enden der Strecke in entgegengesetzter Richtung ab, dann über die Drosselstöße 3 bzw. 4, die Verbindungsleitung 5, das Rückstromkabel 6 und die Rückleitung 9 zum Transformator 7 zurück. Auch bei dieser Anordnung kann natürlich ein Teilstrom parallel zum Kabelrücks'trom durch Nachbargleise fließen. Während aber bei den Schaltungen nach Abb. 1 bis 3 diese Irrströme in den Nachbargleisen von etwa gleicher Größenordnung wie der beabsichtigte Schienenstrom des gespeisten Gleises ist, wodurch eine Falschanzeige auf dem das Nachbargleis befahrenden Zug schwer zu vermeiden ist, kann nunmehr der Irrstrom im Nachbargleis den Überwachungsstrom des gespeisten Gleises in seiner Stärke bei weitem nicht erreichen und ist daher in seiner Einwirkung auf den Zug leichter unschädlich zu

machen; denn der Überwachungsstrom durchfließt die Schienen des gespeisten Abschnittes verlustfrei in voller Stärke. Die verschiedenen Stromrichtungen in beiden Gleishälften sind für die Übertragung auf den Zug bedeutungslos.

Bei Blockstrecken, bei denen die zugehörigen Signale nicht an ihrem Anfang angeordnet sind, sondern um eine gewisse Schutzstrecke in die rückliegende Blockstrecke hinein versetzt sind, ist es erwünscht, den Überwachungsstrom längs dieser Schutzstrecke von der Stellung des zugehörigen Signals derart abhängig zu machen, daß er vollkommen ausgeschaltet werden kann. Da bei der Schaltung nach Abb. 4 ein Schalter nur in den Leitungen 8 und 9 angeordnet werden kann, wodurch die ganze Strecke stromlos würde, muß eine zweite Speisestelle für die Schutzstrecke so angeordnet werden, daß sie allein abgeschaltet werden kann, ohne dabei den Hauptabschnitt der Strecke stromlos zu machen.

Ein Beispiel für diese Anordnung stellt Abb. 5 dar. Der Hauptabschnitt der Blockstrecke B (linke Hälfte der Abb. 5) ist, wie in Abb. 4 dargestellt, geschaltet. Nunmehr wird am Signal ii° ein Drosselstoß 12 an die Schienen gelegt, von dem eine Leitung 13 an das Bahnrückstromkabel 6 führt. Die Schutzstrecke, die zwischen dem Signal ii° und dem Folgeabschnitt C liegt, wird durch einen Transformator 14 über die Leitung 15, den Widerstand 17 (bzw. Drossel oder Kondensatoren), die Schienen 1, die Drosselstöße 4 bzw. 12, die Verbindungsleitungen 5 bzw. 13, das Kabel 6, die Rückleitung 16 und den Schalter 18 gespeist. Der Schalter 18, der von dem Signal ii° oder dem zugehörigen Blockrelais 19 der folgenden Blockstrecke C gesteuert wird, unterbricht bei Haltstellung dieses Signals ii° oder bei besetzter Blockstrecke C den Überwachungsstrom in den Schienen der Schutzstrecke, während der Überwachungsstrom des Hauptabschnittes bis zum Signal ii° und von dort über Drosselstoß 12, Leitung 13 und das Kabel 6 zum Transformator 7 zurückfließt.

Der vom Blocktransformator 21 gelieferte Blockstrom, der die Schienen der ganzen Blockstrecke in entgegengesetzter Richtung durchfließt und das Blockrelais 20 erregt, wird durch den Anschluß des Drosselstoßes' 12 und der Widerstände (bzw. Drosseln oder Kondensatoren) 10 und 17 nur insofern betroffen, als ihre Widerstände Nebenschlüsse zum Blockrelais 20 darstellen, welche einen erhöhten Energieverbrauch bewirken. Bei Bemessung dieser Widerstände, Induktivitäten oder Kapazitäten, ist auf diesen Mehrverbrauch des Blockstromes entsprechend Rücksicht zu nehmen.

Es läßt sich nun nicht vermeiden, daß bei offenem Schalter 18 (Abb. 5) von dem Überwachungsstrom des Transformators 7 ein geringer Strom noch über das Signal ii° hinaus durch die Schienen der Schutzstrecke bis zum Ende der Blockstrecke und über Drosselstoß 4, Leitung 5 und Kabel 6 abzweigt und parallel zum Drosselstoß 12 und Leitung 13 fließt. Seine Größe ist von der Länge der Schutzstrecke abhängig. Um diesen unerwünschten Parallelstrom so niedrig wie möglich zu halten, muß der Ohmsche Widerstand des Drosselstoßes 12 und der Leitung 13 so gering wie möglich sein. Diesem Bestreben sind infolge der großen Abmessungen der Drosselstöße praktisch Grenzen gesteckt. Bei der üblichen Länge der Schutzstrecke von etwa 100 bis 150 m nimmt der Parallelstrom einen so kleinen Wert an, daß seine Einwirkung auf den Zug vermieden werden kann. Für kürzere Schutzstrecken sind unter Umständen besondere Maßnahmen erforderlich, die den schädlichen Strom unterdrücken.

Eine solche Maßnahme zeigt Abb. 6. Hierbei wird gemäß der Erfindung der Widerstand 17 nicht in der Mitte der Schutzstrecke, sondern beispielsweise am Ende der Strecke parallel zum Drosselstoß 4 an die Schienen angeschlossen. Dann durchfließt der Überwachungsstrom, der vom Transformator 14 für die Schutzstrecke geliefert wird, die ganze Schutzstrecke nur in einer Richtung über die Schienen 1, den Drosselstoß 12, die Leitungen 13, 6, 16, den Schalter 18 und Leitung 22, und zwar beispielsweise immer gerade entgegen-

gesetzt der Stromrichtung im anstoßenden Teil des Hauptabschnittes. Ein zweiter verhältnismäßig starker Strom kommt über den Widerstand 17, Drosselstoß 4, Verbindungsleitung 5 und das Rückstromkabel 6 zustande, deren Gesamtwiderstand im Vergleich zum Schienenstromzweig 1, 12, 13, 6 sehr klein ist. Da aber dieser Nebenschlußstrom nicht durch die Schienen fließt, ist er für die Übertragung auf den Zug unschädlich. Er bewirkt einen unnützen Energieverbrauch, welcher jedoch infolge der kleinen Spannung bei dem kurzen Gleisabschnitt, bei dem diese Schaltung zur Anwendung gelangt, gegenüber dem Gesamtverbrauch einer Blockstrecke kaum ins Gewicht fällt und daher in Kauf genommen werden kann.

Soll nun der Überwachungsstrom dieser Schutzstrecke unterbrochen werden, so wird erfindungsgemäß durch den Schalter 18 der Transformator nicht ganz abgeschaltet, sondern von der normalen Spannung auf eine kleine Spannung umgeschaltet. Diese kleinere Spannung muß so bemessen sein, daß sie den von dem unerwünschten Nebenschlußstrom des Transformators 7 in den Schienen der Schutzstrecke hervorgerufenen Spannungsunterschied gerade aufhebt und damit einen Überwachungsstrom von schädlicher Größe überhaupt unterbindet. Der Schalter 18 schaltet von der Leitung 22 auf die Leitung 23 um, die zu einer entsprechenden Anzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 14 führt.

Falls der normale Überwachungsstrom der Schutzstrecke (Abb. 6) den entgegengesetzten

Richtungssinn des Überwachungsstromes im angrenzenden Hauptabschnitt der Blockstrecke hat, findet die Umschaltung am Transformator 14 sinngemäß derart statt, daß die zur Kompensierung erforderliche kleinere Spannung die umgekehrte Polarität erhält.

Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung nach Abb. 4 bis 6 besteht darin, daß längs der Blockstrecke keine besonderen Rückleitungen erforderlich sind.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   I. Zugbeeinflussungsemrichtung in Verbindung mit selbsttätigem Streckenblock auf elektrischen Bahnen mit Bahnrückstromkabel oder anderen den Schienen parallelen Stromwegen, wobei die Signalübertragung auf den fahrenden Zug durch in den Schienen in gleichem Sinne fließende Überwachungsströme bewirkt wird, dadurch gekennzeich- net, daß das Abirren der Überwachungsströme in das Bahnrückstromkabel (6) durch Zwischenschalten der Drosselstöße (3 bzw. 4) zwischen die Überwachungsstromquellen (7 bzw. 10') und das Bahnrückstromkabel (6) oder bzw. und durch Gegeneinanderschalten der Überwachungsströme im Bahnrückstromkabel (6) innerhalb eines Blockabschnittes (b) verhindert wird (Abb. 2 und 4).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "der Überwachungsstrom jeder einzelnen Schiene (1) einer Blockstelle (B) durch je einen besonderen Transformator (7 bzw. 10') bzw. durch zwei getrennte Sekundärwicklungen eines Trans- format ors unmittelbar zugeführt wird (Abb. 3). ■ ■ ■
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsströme beider Schienen (1, 1) einer Block- strecke (B) durch einen gemeinsamen Transformator (7) über unmittelbar an die Schienen (1, 1) angeschlossene Widerstände (10, 11), Drosseln oder Kondensatoren zugeführt werden (Abb. 2).
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockstrecke (B) und das Bahnrückstromkabel (6) für die Leitung des Überwachungsstromes unterteilt werden (Abb. 4).
5. 5. Einrichtung nach. Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein einer Schutzstrecke auch die Schutzstrecke bezüglich der Leitung des Überwachungsstromes unterteilt wird (Abb. 5)-
6. 6. Einrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein einer Schutzstrecke die Stromzuführung zu der Schutzstrecke über einen besonderen Widerstand (17) erfolgt (Abb. 6).
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5. oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in der Schutzstrecke durch einen besonderen Schalter (18) ganz oder teilweise abschaltbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen