DE522896C

DE522896C - Signaluebertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung

Info

Publication number: DE522896C
Application number: DEC41138D
Authority: DE
Original assignee: CONTINUOUS TRAIN CONTROL CORP
Current assignee: CONTINUOUS TRAIN CONTROL CORP
Priority date: 1925-12-05
Filing date: 1926-12-05
Publication date: 1931-04-18

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung, bei der ein Schienen wechselstrom durch einen am Fahrzeug angebrachten, abgestimmten Empfänger ein im unbeeinflußten Zustande erregtes Relais auf dem Fahrzeug beeinflußt und dadurch Zugbeeinflussungsmittel steuert. Bei bekannten Einrichtungen dieser Art ist das erste, vom Empfänger beeinflußte Relais ein Arbeitsstromreläis, welches beim Auftreten des Schienenwechselstroms erregt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen die Aufnahme von Wechselstrom bestimmter Frequenz durch den Empfänger die Aberregung des Relais und die Betätigung der Zugbeeinflussungsmittel bewirkt. Hierdurch sind gegenüber dem Bekannten folgende Vorteile erreicht: Der Verbrauch an Schienenstrom ist erheblich geringer als bei den bekannten Anordnungen. Ferner kann die Empfangsspule am Fahrzeug vom Gleise weiter abgerückt sein, wodurch ein nachträglicher Einbau in vielen Fällen möglich ist. Außerdem wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung Ruhestrom nur auf dem Fahrzeug verwendet, also dort, wo es unbedingt geboten ist, während im übrigen (auf der Strecke) Arbeitsstrom zur Verwendung gelangt.

Erfindungsgemäß wirken die empfangenen Ströme auf die Steuergitter von Vakuumröhren ein, die als Detektoren geschaltet sind, so daß sich also deren Anodenstrom beim Eintreffen von Signalen vermindert und infolge der Stromverminderung im Anodenstromkreis liegende Ruhestromrelais die Anzeige- und die Bremsbetätigung einleiten. Die Fäden der Vakuumröhren sind hintereinandergeschaltet, so daß der Bruch eines Fadens den Strom beider Röhren unterbricht, also eine Gefahrmeldung zur Folge hat; in einer Ausführungsform der Erfindung ist der Heizstrom außerdem durch die Gefahrempfangsspule selber und vorzugsweise auch noch durch einen bei einer Verschiebung der Empfangsspule aus ihrer richtigen Lage sich öffnenden Unterbrecher geführt, so daß eine Beschädigung oder Verschiebung der Gefahrempfangsspule eine Unterbrechung der Röhrenströme und damit eine Gefahranzeige bewirkt.

Erfindungsgemäß ist Vorsorge getroffen, daß die Durchführung einer durch die Aufnähme von Gefahrfrequenz eingeleiteten Bremsung vom Führer verhindert werden kann. Zu diesem Zwecke wird die Brems-

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betätigung durch Öffnen des Stromkreises eines mit Verzögerung versehenen Ruhestromrelais eingeleitet, und es ist eine Taste vorgesehen, mit deren Hilfe die Unterbrechungsstelle überbrückt werden kann, durch deren Betätigung vor Ablauf der Schaltzeit des Relais also die Bremsung verhindert werden kann.

Außerdem ist im Bremsbetätigungsstromkreis ein zweckmäßig versiegelter Schalter angeordnet, durch dessen Betätigung nach erfolgter Bremsung der Anfangszustand wieder hergestellt werden kann.

Schließlich ist noch ein Schlüsselschalter vorgesehen, durch dessen kurzzeitige Betätigung zu Betriebsbeginn die Ruhestromrelais erregt werden können, um die ganze Schaltung in Betriebsbereitschaft zu setzen.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar stellt dar:

Abb. iA die Signalempfangsvorrichtung· in dem Zustand, wo kein Schienenwechselstrom aufgenommen wird,

Abb. ι B die Vorrichtung bei der Aufnahme von Wechselstrom mit Freifrequenz,

Abb. 2 die Vorrichtung bei der Aufnahme von Wechselstrom mit Gefahrfrequenz,

Abb. 3 eine abgeänderte Schaltung der Vorrichtung,

Abb. 4 und 5 den Einbau der Vorrichtung auf einer Lokomotive,

Abb. 6 und 7 die Anordnung der Empfängerspulen im Schienenwechselfeld, Abb. 8 und 9 den Inbetriebsetzungsschalter.

Abb. 10 zeigt den Zusammenhang zwischen Bremsvorrichtung und Signalübertragungsvorrichtung.

Um die Signale auf den Empfänger zu. übertragen, ist ein Signalempfänger 100G (Abb. i) am Pufferbalken der Lokomotive unmittelbar vor der Vorderachse, aber hinter dem Schienenräumer in dem die Schiene 1 umgebenden magnetischen Feld angeordnet, während ein ähnlicher Signalempfänger iooi? in ähnlicher Weise auf der anderen Seite der Lokomotive in dem die Schiene 2 umgebenden magnetischen Feld gehalten wird.

In der vorliegenden Ausführungsform sind die Signalempfänger 100G und iooi? in der Form von Schleifen oder Spulen dargestellt, aber natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf diese Anordnung. Die von den Spulen 100G und iooi? aufgefangenen Signale werden zu Elektronenentladungsgeräten ioii? und 101G weitergeleitet, welche Relais betätigen, um verschiedenartige Signale im Führerhaus aufleuchten zu lassen und Bremsventile zu betätigen, gemäß der Schaltung nach Abb. iA und iB. Man sieht, daß die Empfangsspule iooi? in dem Eingangskreis ' liegt, der an Gitter und Faden der Röhre ioii? angeschlossen ist, während die Empfangsspule iooG in dem Eingangskreis liegt, der an Gitter und Faden der Röhre 101G angeschlossen ist. Parallel zu der Spule 100G liegt der einstellbare Kondensator 102 G₁ der dazu dient, den Eingangsstromkreis seiner Elektronenröhre in Resonanz mit den vom Schwingungserzeuger ausgesandten, »Frei« η₀ anzeigenden Hochfrequenzschwingungen zu setzen. In ähnlicher Weise liegt parallel zur Spule iooi? ein einstellbarer Kondensator iO2i?, welcher entsprechend den Eingangskreis seiner Elektronenröhre in Resonanz mit dem »Gefahr« anzeigenden Hochfrequenz-Strömen bringt.

Die Fäden der Röhren ioii? und 101G werden in Reihenschaltung durch den Strom eines Zweispannungs-Beleuchtungsgenerators 109 gespeist, welcher Heizstrom über die Leitung 112, den Regelwiderstand 131 und dann hintereinander durch die Leitung 122 und den Widerstand 123 nach dem anderen Ende des Generators sendet.

Der Gitterkondensator 103./? in Reihe mit dem Eingangskreis gibt eine Spannung entsprechend den Hochfrequenzsignalwellen an das Gitter der Elektronenröhre ioii? ab, solange der Schleifenempfänger iooi? auf der _go Lokomotive in dem magnetischen Feld der erregten Strecke des Schienenkreises ist. Der Gitterwiderstand iO4i?, bestehend aus einem zwischen Gitter und Faden gelegten hohen Widerstand, ermöglicht der negativen Ladung, vom Gitter abzufließen, wenn die Empfangsspule iooi? aus dem magnetischen Feld ausgetreten ist. Ein entsprechender Gitterkondensator 103G und Gitterwiderstand 104G arbeitet in entsprechender Weise mit der Elektronenröhre 101G zusammen.

Gewöhnlich fließt ein Anodenstrom in dem Anodenkreis von der Anode der Elektronenröhre 101G über die Leitung 106, die Relaiswicklung 107G, die Leitung 151 und 108, die positive Oberspannungsklemme des Beleuchtungsgenerators 109 und dann über die Leitung 122 durch den Faden der Röhre ioii? zu dem Faden der Röhre101G. In ähnlicher Weise fließt Anodenstrom in einem Stromkreis von der Anode der Elektronenröhre ι ο ι i? durch die Wicklung des Relais io7i?_J die Leitung 110, Anker iojR-b, Leitung 108 zur Oberspannungsseite des Generators 109 und von da über Leiter 122 zum obenerwähnten Faden. Hier muß bemerkt werden, daß das Relais io7i? dieses Anodenkreises zu Anfang über den Kontakt c des Schloßschalters 136 erregt wird, der von Hand durch einen Schlüssel geschlossen wird, wenn sich die Lokomotive in einem Gebiet ohne Signaleinrichtung befindet; dieser Erregerstrom nimmt folgen-

den Weg: Vom Generator 109 zum Kontakt c des Schalters 136, Leitung 110, Relais 107R zur Anode der Vakuumröhre ioii? und dann vom Faden dieser Röhre zum Generator 109. Wie gesagt, fließt der Anodenstrom ständig durch die Röhren loiR und 101G; wenn jedoch die Schleife iooi? das magnetische Feld eines »Gefahr«-Signals in dem erregten Teil eines Schienenabschnittes antrifft, so häuft sich auf dem Gitter der Elektronenröhre loii? eine negative Ladung an, die den das Relais 107R durchfließenden Anodenstrom vermindert.

Solange das Relais \oyR unerregt ist, schließt sein Anker α einen Stromkreis vom Generator 109 durch die Leitung 192, die normalen Kontakte der Taste 111, Leitung 113, Anker α und Ruhekontakt des Relais 1077?, Leitung 120, Relais 121 und Leitung 122 zum Generator 109. Die kurzzeitige Erregung des Relais 121 schließt einen Sperrstromkreis für dieses selbst von der Leitung 120 durch den Anker 121a, Leitung 124, Anker 107 G-a, zur Leitung 112, wodurch es sich selbst erregt hält, bis dieser eben beschriebene Stromkreis durch die Aufnahme eines »Frei«-Signals, welches die Aberregung des Relais 107 G bewirkt, unterbrochen wird. Wenn das Relais 107 G seinen Anker α losläßt, öffnet sich der Haltestromkreis für das Relais 121 und bewirkt die Aberregung dieses Relais.

Das Relais 121 schließt im erregten Zustand einen Kreis von Leitung 112, Anker 121b, Leitung 125, rotes Führerhauslicht 126R, von da durch Leitung 127, den Widerstand 128 zum Generator 109. Das Aufleuchten dieses Lichtes ist ein Gefahrsignal, welches durch den Empfang von Hochfrequenzstrom, welcher »Gefahr«-Zustand andeuten soll, bewirkt wird. Wenn jedoch der »Frei«- Zustand herrscht, bewirkt der Hochfrequenzstrom, auf welchen die Elektronenröhre 101G eingestellt ist, die Betätigung dieser Vorrichtung, die augenblicklich das Relais 107G aberregt, so daß es einen Kreis vom Generator 109 über Leiter 112 durch den Anker iojG-a, Leitung 129 zum grünen Führerhauslicht 126G und von da über die Leitung 127 zur anderen Klemme des Generators schließt.

Daraus ergibt sich, daß das grüne Führerhauslicht ein kurzzeitiges Zeichen ist, das nur besteht, solange die Spule 100G im Feld eines »Frei«-Signals ist; während zugleich der Haltestromkreis des Relais 121 an dem Anker des Relais 107G unterbrochen ist. Während dieses Zeitraumes liegt die Drosselspule 130 zwischen den Leitungen 112 und 124, um die Kontaktstellen des Ankers ioyG~a zu schützen.

Der Fadenkreis der Elektronenröhrenioii?

und 101G enthält den Widerstand 131, der die Leitung 112 mit der Leitung 122 verbindet, welche beide Fäden in Reihe enthält. Ein Fehler in einem der Fäden unterbricht daher den Anodenstromkreis beider Elektronenröhren und führt die Aberregung des Relais XO¹JR und 107G herbei.

Die Zugbremsen werden von einem elektropneumatischen Ventil überwacht, welches sich bei Aberregung des Ventilmagneten 118 (Abb. ιA, Abb. 10) öffnet und eine Bremsung herbeiführt, wie noch später beschrieben wird. Der Magnet 118 wird normalerweise von folgendem Stromkreis erregt: Vom Generator 109 durch Leitung 119, Wicklung des Magneten 118, Druckluftschalter 117, Leitung 116, Normalkontakte der Rückstelltaste 115, Leitung 114, Anker iojR-a, Leitung 113, Normalkontakte der Fangtaste in, Leitung 192, zum Generator 109. Die Aberregung des Relais ι O7i? unterbricht also den Speisestromkreis des Magneten 118 und bewirkt eine Bremsung des Zuges, wenn nicht der Führer diese Wirkung durch Niederdrücken der Fangtaste 111, wie nachstehend beschrieben, abfängt.

Die erwähnte Fangtaste schließt gewöhnlich einen Stromkreis von den Niederspannungsklemmen des Generators 109 durch die Leitung 112 und 113, den Anker ioyR-a, die Leitung 114, die Ruhekontakte der Rückstelltaste 115, durch die Leitung 116 und den Druckluftschalter 117, durch den Magneten 118 und die Leitung 119 zum Generator. Dadurch wird der Mechanismus 118 erregt gehalten, und sein Ventil ist nicht imstande, die Bremse anzuziehen. Der Kreis für den Magneten des Ventils 118 ist also an dem Anker des Relais 1072? überwacht, so daß, wenn ein »Gefahr«-Signal aufgenommen wird, dieses Relais den Haltestromkreis des Ventils 118 öffnet und, wenn die Fangtaste nicht rechtzeitig niedergedrückt wird, der Magnet seine Erregung verliert und die Luftbremsen anzieht.

Sobald das »Gefahr«-Signali26i? aufleuchtet, muß der Führer die Fangtaste 111 sofort niederdrücken, um die Luftbremsung abzufangen. Der Druckluftschalter 117 dient, wie noch beschrieben wird, dazu, den die Leitung 116 und das elektropneumatisch^ Ventil 118 enthaltenden Kreis nach einer bestimmten Zeit zu öffnen, innerhalb deren die Fangtaste gedrückt sein muß, da der Kreis, wenn er einmal bei Schalter 117 geöffnet ist, nicht wieder durch Niederdrücken der Fangtaste in geschlossen werden kann, sondern durch Benutzung der Rückstelltaste 115 geschlossen werden muß. In gedrücktem Zustande verbindet diese Taste kurzzeitig die Leitung 114 mit der Leitung 134 und über den Anker 12i^c mit der Leitung 135, welche Verbindung zur fmgehung des Schalters 117 dient und da-

durch die Aberregung des Ventils Ii8 verhindert. Diese Rückstelltaste-115 kann versiegelt werden, um ihren Gebrauch im gewöhnlichen Dienst zu verhindern, da die Fangtaste genügt, wenn der Führer aufmerksam ist.

Der größeren Sicherheit halber sind die Stromkreise durch die Fangtaste und die Rückstelltaste in deren Regelstellung so angeordnet, daß sie eine vorschriftswidrige Benutzung, z. B. ein Festkeilen oder ein Festbinden, um die Gefahrsignale unbeachtet lassen zu können, verhindern. Wenn die Fangtaste in niedergebunden ist, wird der Stromkreis zu dem elektropneumatischen Ventil 118 zwischen den Leitungen 113 und 116 geöffnet und unterbricht die Erregung des elektropneumatischen Ventils. Wenn die Rückstelltaste 115 niedergebunden ist, während das Relais 121 erregt ist, öffnet das erste »Frei«-Signal, welches dieses Relais aberregt, den Kreis zwischen den Leitungen 134 und 135 an dem Anker i2i^c und bewirkt dadurch die Aberregung des elektropneumatischen Ventils 118. Die Aberregung dieses Ventils auf eine der oben beschriebenen Arten äußert sich natürlich in einer selbsttätigen Bremsung. Die Lokomotivausrüstung nach Abb. 2 ist die gleiche wie nach Abb. 1, nur daß statt des Zweispannungsgenerators in Abb. 1 zwei Batterien 209 und 309 dazu dienen, den Fadenstrom und die Anodenspannung für die Elektronenröhre zu liefern.

Die Lokomotivausrüstung nach Abb. 3 weicht von der in den anderen Abbildungen dargestellten etwas ab und zeigt eine Sicherheitsanordnung in dem Kreis der Empfängerspule 100R.

Wenn die »Gefahr«-Empfängerspule jooR verschoben werden sollte, könnte sie keinen Gefahrimpuls mehr von den Schienen aufnehmen, und damit eine mechanische Verschiebung dieser Spule oder auch eine Unterbrechung in ihren elektrischen Kreisen das Fahrzeug anhält, ist der. Hei ζ Stromkreis für die Fäden der Elektronenröhren mit der Spule ι oo.fi! in Reihe geschaltet und über einen Schalter 300 geführt.

Dieser Schalter 300 ist zweckmäßig so angeordnet, daß er sich bei mechanischer Verschiebung der Empfangsspule öffnet, so daß eine Verschiebung der Spule iooi? oder eine Unterbrechung in ihr den Fadenkreis der Elektronenröhren ioii? und 101G unterbricht, dadurch die Relais 107R und 107 G aberregt und, wie oben beschrieben, eine Bremsung hervorruft.

Um bei Dienstbeginn alle Teile in Betriebsstellung zu bringen, ist der Schloßendschalter 136 vorgesehen. Dieser Schalter besteht aus einem mit einem Schalter vereinigten Schloß nach Abb. 8 und 9 und enthält drei Kontaktarme a, h und c, die von einer Unrundscheibe 137 an der Zuhaltung eines normalen Schlosses 138 bewegt werden. Wenn der Schlüssel abgezogen ist, sind die Kontakthebel geöffnet. Wenn aber der Schlüssel im Schloß 138 steckt und in die Schließstellung gemäß Abb. 9 gedreht ist, sind sämtliche Kontakte geschlossen. Der Kontaktarm c reicht dann von der Leitung 108 zur Leitung 110 und bewirkt die Erregung des Relais 107Ä durch einen Kreis, der folgendermaßen verläuft: Vom Generator 109 durch Leitung 108, Kontaktarm c des Schalters 136, Leitung 110, Relais 1077?, Anode der Vakuumröhre ioii? und Faden dieser Vakuumröhre zum Generator 109. Der Kontaktarm b, der von der Leitung 112 zur Leitung 135 reicht, übt die gleiche Wirkung aus wie die Rückstelltaste 115, d. h. er schließt den luftbetätigten Schalter 117 kurz und erregt das elektropneumatische Ventil 118. Dieser Erregungskreis für den Magneten 118 verläuft folgendermaßen: Vom Generator 109 zur Leitung 119, Magneten 118, Leitung

135, Kontakt 13 6^& und Leitung 112 zum Generator 109. Der Kontaktarm α verbindet Leitung Π2 mit Leitung 125 und dient dazu, das »Gefahr«-Licht 1262? im Führerhaus zu erleuchten und gibt so dem Schlüsselbewahrer eine Warnung, den Schlüssel abzuziehen, bevor er die Maschine der Mannschaft übergibt. Dieser Lampenkreis geht von einem Ende des Generators 109 über Leitung 127, Lampe 1262?, Leitung 125, Kontakt a des Schalters

136, Leitung 112 zum Generator 109.

Claims

Patentansprüche:

1. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung, bei der ein Schienenwechselstrom durch einen am Fahrzeug angebrachten, abgestimmten Empfänger ein im unbeeinflußten Zustande erregtes Relais auf dem Fahrzeug beeinflußt und dadurch Zugbeeinflussungsmittel steuert dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme von Wechselstrom bestimmter Frequenz durch den Empfänger die Aberregung des Relais und die Betätigung der Zugbeeinflussungsmittel bewirkt.

2. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstromkreis des Relais eine Glühkathodenröhre enthält, deren Beeinflussung durch Schienenwechselstrom eine Verminderung des Erregerstromes bewirkt.

3. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anödenkreis der Glühkathodenröhre den Erreger-

- kreis des Relais bildet, und daß die im

Gitterkreis der Röhre vom Schienenwechselstrom induzierte Spannung den Anodenstrom auf einen zur Erregung des Relais unzureichenden Wert herabsetzt.

4. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstrom durch die dem Empfänger für Gefahrfrequenz zugeordnete Aufnahmespule (ioo2?) geführt ist.

5. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Schalter (300) im Heizkreise, der sich bei einer räumlichen Verschiebung der »Gefahre-Empfängerspule öffnet.

6. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathodenröhren als Detektoren geschaltet sind, und daß ihr Anodenstrom die Signalanzeiger (126G, 126R) und gegebenenfalls auch die die Bremsüberwachungsmittel (118) überwachenden Ruhestromrelais (lojR, loyG) erregt hält.

7. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsüberwachungsmittel als Ruhestromrelais (118) mit Verzögerung ausgebildet und ein Wachsamkeitsschalter (in) angeordnet ist, durch dessen Betätigung während der Verzögerungszeit nach Unterbrechung des Stromes für das Ruhestromrelais (118) ein Ersatzstromkreis für dieses geschlossen wird, der es in die Anfangsstellung zurückführt.

8. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen von dem Bremsbetätigungsmittel (118) nach Ablauf der Verzögerungszeit geöffneten Unterbrecher (117), der den Ersatzstromkreis unterbricht.

9. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen — zweckmäßig versiegelten — Umgehungsschalter (115) für den Unterbrecher (117).

10. Signalübertragungs- und Zugbeeinflussungseinrichtung nach Anspruch 6 bis 9, gekennzeichnet durch einen mehrpoligen Schlüsselschalter (112), dessen Schlüssel zweckmäßig nur in der Offenstellung abgezogen werden kann, durch dessen kurzzeitigen Schluß vor Betriebsbeginn Ersatzstromkreise für die Ruhestromrelais zwecks Herstellung der Anfangsstellung geschlossen werden, und der vorzugsweise in seiner Schlußstellung zugleich ein Warnungszeichen, z. B. das Gefahrlicht (126.K), betätigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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