DE528348C - Zugsignaleinrichtung - Google Patents

Description

Bei induktiven Zugbeeinflussungseinrichtungen besteht die Möglichkeit, daß die Einrichtung unbeabsichtigt anspricht, wenn der auf der Lokomotive angeordnete Impulsmagnet über irgendwelche in seinem Bereich liegende Eisenmassen hinwegfährt, z. B. beim Kreuzen von Schienen, beim Überfahren von Weichen und Kreuzungen, ferner wenn an der Strecke Schienen abgeladen sind für die

ίο Auswechslung und ähnliche Fälle. Selbst bei solchen Wechselstromeinrichtungen, die den Impuls durch Kopplung des Lokomotivkreises (im folgenden kurz Lok.-Kreis) mit einem Resonanzkreis am Gleis erhalten, ist die Möglichkeit einer Störung vorhanden, da durch jede Eisenmasse die Induktivität des Lok.-Magneten vergrößert wird, die Charakteristik der Lok.-Einrichtung (Strom in Abhängigkeit von der Periodenzahl) also verschoben

ao wird. Diese Erscheinung tritt ein, gleichgültig ob der Lok.-Kreis einen Kondensator enthält oder nicht. Dieser Vorgang ist in den Abb. ι und 2 bzw. 3 und 4 erläutert.

In Abb. ι und 2 ist der Lok.-Kreis dargestellt, bestehend aus der Stromquelle 1, dem Relais 2 und der Impulswicklung 3 auf dem Lok.-Magneten 4. In Abb. 2 ist außerdem in dem Lok.-Kreis ein Kondensator 5 vorgesehen. Das Relais bewirkt beim Abfallen oder Anziehen seines Ankers in bekannter Weise das Erscheinen von Signalen auf dem Zuge oder das Anziehen der Bremsen, die Abschaltung des Fahrstromes u. dgl. m. Die Abb. 3 und 4 zeigen die zu den beiden Lok.-Kreisen gehörigen Charakteristiken, wobei auf den Abszissen die Periodenzahl und auf den Ordinaten der jeweils zugehörige Strom aufgetragen ist. Hierbei ergibt sich bei der Einrichtung nach Abb. 1 die Stromkurve 8, bei Abb. 2 die Stromkurve 9. Das Relais 2 ist nun so eingerichtet, daß es z. B. bei einer bestimmten Periodenzahl 40, die wenigstens annähernd innegehalten werden muß, seinen Anker angezogen hält, daß dagegen bei einem Strom J₁ der Anker des Relais abfällt. Gelangt nun der Impulsmagnet 4 über eine Eisenmasse, so steigt seine Induktivität an, so daß der Strom bei der Periodenzahl 40 auf einen Wert herabsinkt, welcher unterhalb der Stromstärke J₁ liegt, wie aus den Abb. 3 und 4 ersichtlich, so daß das Relais zum Abfallen kommt. Der bei darunterliegender Eisenmasse im Lok.-Kreis fließende Strom ist für die verschiedenen Periodenzahlen durch die Kurven 10 bzw. 11 dargestellt.

Aber selbst wenn das Relais bei normaler Periodenzahl durch die Störung noch nicht

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

Dipl.-Ing. Max Miller in Berlin-Friedenan.

zum Abfallen gebrächt wird, so werden auf alle Fälle die Grenzen der Periodenzahlen, innerhalb deren die Einrichtung betriebsfähig bleibt, d. h. also der Betriebsfrequenzbereich, durch die Störung stark verringert, wie aus den Abb. 3 und 4 ersichtlich. Die Größe des Frequenzbereiches, innerhalb dessen die Einrichtung betriebsfähig ist, ist aber von großer Bedeutung, weil die Antriebsmaschine für den to Wechselstromgenerator die Frequenz im Betrieb nicht genau genug konstant hält, vor allem wenn die Generatoren z. B. durch eine auf der Lokomotive befindliche Dampfturbine betrieben werden.

•5 Gemäß der Erfindung kann man nun störende Einwirkungen durch an der Strecke befindliche Eisenmassen dadurch vollständig unschädlich machen, daß man in der Lok.-Einrichtung zwei Kreise derart miteinander zo koppelt, daß durch daranterkommende Eisenmassen ihre Kopplung und entsprechend der Relaisstrom verstärkt wird.

Ein Beispiel hierfür ist in den Abb. S und 6 bzw. 7 und 8 dargestellt. Hierbei sind in der Lok.-Einrichtung die beiden Kreise 12 und 13 bzw. 14 und 15 miteinander gekoppelt durch den Lok.-Magneten 4. In dem Kreis 15 ist ein Kondensator 5 angeordnet, wodurch sich wieder die Verschiedenheit der beiden Charakteristiken 16 und 17 für die in Abb. S bzw. 6 dargestellten Lok.-Einrichtungen ergibt. Im Ruhezustande erhält das Relais 2 Strom von der Stromquelle 1 über die Wicklungen 18 und 19 auf dem Lok.-Magneten 4, die als primäre und sekundäre Wicklung¹ wirken. Gelangt der Lok.-Magnet über den an der Strecke in der Nähe eines Signals angeordneten Eisenkern 20, der einen Resonanzkreis 21 mit einer Wicklung 22, zu der parallel ein Kondensator 23 angeordnet ist, trägt, so wird durch die Kopplung des Lok.- , Kreises mit dem Resonanzkreis 21 eine solche Rückwirkung auf die Lok.-Einrichtung ausgeübt, daß der Strom im Kreise 13 bzw. 15 Null wird bzw. so klein wird, daß das Relais 2 zum Abfallen kommt. Hierbei muß natürlich der Resonanzkreis 21 in bekannter Weise durch Einstellung des Kondensators 23 oder der Induktivität 22 auf die Zusammenarbeit so mit der Lok.-Einrichtung abgestimmt werden. Ist dagegen bei Fahrt zeigendem Signal der Kontakt 24 am Signalflügel geschlossen, also der Kondensator 23 über den Kontakt 24 kurzgeschlossen, so tritt keine Beeinflussung der Lok.-Einrichtung ein.

Gelangt nun der Lok.-Magnet über irgendwelche an der Strecke befindliche Eisenmassen, so tritt im vorliegenden Fall keine Herabsetzung des Relaisstromes, sondern im Gegenteil gerade eine Erhöhung des Relaisstromes durch Erhöhung des Kopplungsgrades zwischen den beiden Kreisen ein, dargestellt durch die Kurven 25 und 26. Ein Abfallen des Relais durch die Eisenmassen wird daher vollkommen unmöglich gemacht. Im Gegenteil wird die Anzugskraft des Relaismagneten erhöht.

Außerdem wird durch die Anordnung zweier oder mehrerer Kreise in der Lok.-Einrichtung, die miteinander gekoppelt werden, die Herstellung eines größeren Betriebsfrequenzbereiches ermöglicht. Werden nämlich beispielsweise in beiden Lok.-Kreisen Kondensatoren angeordnet, so können durch verschiedene Einstellung der Kopplung der beiden Kreise in bekannter Weise die aus den Abb. 9, 10 und¹ 11 ersichtlichen verschiedenen Arten von Stromkurven erzielt werden, wobei wieder die Abszisse die Periodenzahl, die Ordinate den zugehörigen Relaisstrom darstellt. Hierbei stellen die Kurven 27, 28 und 29 den Normalstrom dar, die Kurven 30, 31 und 32 dagegen den Strom bei unter der Lok.-Einrichtung liegenden Eisenmassen. Abb. 9 zeigt die Stromverhältnisse bei schwacher Kopplung, Abb. 10 bei mittlerer Kopplung, Abb. 11 bei starker Kopplung. Während bei schwacher Kopplung ein verhältnismäßig kleiner Betriebsfrequenzbereich vorhanden ist, erhält man bei starker Kopp- go lung (Abb. 11) zwar einen sehr großen Betriebsfrequenzbereich, aber die in der Stromkurve entstehende Senkung 33 führt zu einer Näherung des Betriebsstromes an den Minimalstrom J₁, bei welchem der Relaisanker abfällt. Diese Näherung des Relaisstromes an den Minimalstrom wird noch erhöht durch unter der Lok.-Einrichtung liegende Eisenmassen, wie die Kurve 32 zeigt. Dementsprechend ist die günstigste Kopplung für die vorliegenden Zwecke die mittlere, d. h. die Kopplung muß so stark gehalten werden, daß zwar eine Vergrößerung des Betriebsfrequenzbereiches erfolgt, aber bei unter der Lok.-Einrichtung liegenden Eisenmassen keine Senkung des Stromes unter den Normalstrom eintritt.

Es ergibt sich also bei Verwendung von zwei oder mehr Resonanzkreisen auf der Lokomotive nicht nur eine Sicherheit gegen Beeinfassung durch an der Strecke liegende Eisenmassen, sondern außerdem noch die Möglichkeit einer wesentlichen Vergrößerung des Betriebsfrequenzbereiches.

Eine Lok.-Einrichtung, bei der alle ge- u₅ nannten Vorteile ausgenutzt werden sollen, muß also auf der Lokomotive in der oben beschriebenen Weise zwei Kreise besitzen, deren Kopplung so geartet ist, daß sie durch darunterliegende Eisenmassen verstärkt wird. Diese Kopplung muß außerdem vor allem bei Verwendung von Kondensatoren so

schwach sein, daß bei Verstärkung der Kopplung durch Eisenmassen auf alle Fälle ein Anwachsen des Stromes im Relaiskreis eintritt. Außerdem muß eine genügend starke Kopplungsfähigkeit der Lok.-Einrichtung mit dem Gleiskreis möglich sein, um beim Überfahren des Resonanzkreises und bei Halt zeigendem Signal eine möglichst starke Rückwirkung auf die Lok.-Einrichtung zu erzielen, ίο d. h. den Relaisstrom möglichst vollkommen auf Null abzuschwächen.

Im folgenden sind Einrichtungen beschrieben, die den genannten Forderungen weitgehend genügen. Hierbei zeigt Abb. 12 die Kraftflußverhältnisse bei normaler Fahrt in der Lok.-Einrichtung. Der Lok.-Magnet besteht hier z. B. aus zwei in ihrer Längsachse zueinander parallelen Magneten 34 und 35. Jeder der Magnete trägt eine Erregerspule 36

«o bzw. 37, welche sich wechselseitig gegenüberstehen. Erreger- und Empfängerspulen sind unter sich hintereinandergeschaltet. Im Stromkreis der Empfängerspulen 38 bzw. 39 liegt das Impulsrelais 2.

Bei Fahrt auf freier Strecke werden die Empfängerspulen 38 und 39 von den Kraftlinien 41 und 42 bzw. 43 und 44 in dem mittels Pfeile angedeuteten Sinne durchsetzt, so daß in den Wicklungen 38 und 39 die Differenz der beiden sie durchsetzenden Flüsse zur Wirkung kommt. Zur ungefähren Veranschaulichung der verschiedenen Stärke der Kraftflüsse sind diese in den Abb. 12, 13 und 14 je nach ihrer Stärke mit verschiedener Anzahl von Pfeilen versehen. Durch entsprechende Einstellung der magnetischen Verhältnisse ist erreicht, daß der Kraftfluß 42 stärker als der Kraftfluß 41 und der Kraftfluß 44 stärker als der Kraftfluß 43 ist. Der Relaiskreis 38 und 39 ist also mit dem Erregerkreis 36 und 37 schwach gekoppelt durch den Differenzkraftfluß 42-41 bzw. 44-43. Die in den Empfängerspulen 38 bzw. 39 induzierten EMKe addieren sich. Die Wicklung des Impulsrelais 2 ist stromdurchflossen und der Relaisanker 64 daher angezogen.

Der Gleismagnet (Abb. 13) besteht aus einem Eisenkern 20, der mit einer Wicklung 22 versehen ist. Parallel zur Wicklung 22 ist ein Kondensator 23 geschaltet, der bei Fahrt zeigendem Signal durch einen Kontakt 24 am "Signal kurzgeschlossen werden kann. Beim Überfahren des Gleismagneten am Haltsignal schließen sich die von den Erregerspulen 36 bzw. 37 erzeugten Kraftlinien auch über den Gleismagneten 20, so daß noch die Kraftflüsse 45 und 46 zustande kommen. Diese induzieren in der Wicklung 22 des Gleismagneten eine EMK, welche sich über den Gleiskondensator 23 auswirkt und in der Wicklung 22 des Gleismagneten einen kräftigen Strom zur Folge hat. Dieser Strom übt eine Rückwirkung auf den Lok.-Magneten in Gestalt der von ihm erzeugten Kraftflüsse 47 bzw. 48 aus. Durch Einführung des Kondensators 23 in den Gleiskreis und Ausnutzung seiner Resonanzeigenschaften in Verbindung mit der Induktivität der Gleismagnetwicklung 22 wird Phase und Größe der Rückwirkungsflüsse 47 und 48 so geregelt, daß die Summen der die Empfängerspulen 38 und 39 durchsetzenden Kraftflüsse 41, 42, 45 und 47 bzw. 43, 44, 46 und 48 sich annähernd auf Null ausgleichen, so daß in den Empfängerspulen 38 bzw^T. 39 keine EMKe mehr erzeugt werden. Die Wicklung des Impulsrelais 2 wird stromlos; der Anker 64 des Impulsrelais fällt ab, wodurch in bekannter Weise die selbsttätige Bremsung oder eine Signalabgabe eingeleitet wird.

Bei Fahrtstellung des Signals (Abb. 14) wird der zum Gleismagneten gehörige Kondensator 23 über den Flügelkontakt 24 kurzgeschlossen. Wohl kommen wiederum die Kraftflüsse 45 und 47 bzw. 46 und 48 zustande. Doch sind infolge des Kurzschlusses des Gleiskondensators 23 die Flüsse 47 und 48 so klein, daß sie keine nennenswerte Änderung der in den Empfängerspulen 38 bzw. 39 induzierten EMKe bewirken. Der Relaiskreis wird noch mit ausreichender Energie versorgt, so daß der Relaisanker 64 nicht abfallen kann.

Beim Überfahren von Eisenmassen (Abb. 15), wie beispielsweise Brückenträgern oder neben dem Gleis liegenden Schienen 49, werden die Kraftflüsse 42 bzw. 44 durch die Flüsse 45 bzw. 46 verstärkt. Dadurch wird erreicht, daß die die Empfängerspulen 38 und 39 durchsetzenden Kraftflüsse 42-41 bzw. 44-43 auf (42 + 45) — 41 bzw. (44 + 46) — 43 anwachsen. Dem Impulsrelais wird noch größere Energie zugeführt als bei Fahrt auf freier Strecke, so daß Störungen durch Eisenmassen ausgeschlossen sind.

Zur Einstellung der zweckmäßigsten Kopplung zwischen Erreger- und Empfängerstromkreis auf der Lokomotive, d. h. zur Einstellung des Verhältnisses von 42 :41 bzw. 44 : 43, kann man (Abb. 16) über der Mitte der beiden Lok.-Magnete 34 und 35 senkrecht zu ihrer Längsachse ein Verbindungsjoch 50 anordnen. Durch Veränderung des Luftspaltes zwischen Joch und Eisenkern ergibt sich auch die Veränderung der Kraftflüsse und damit jede gewünschte Kopplung.

Statt eines Einstell Joches in der Mitte kann man auch (s. Abb. 17) zwei Einstelljoche 51, 52 außerhalb der Spulen anordnen.

In den Abb. 18 und 19 sind zwei Beispiele dargestellt, bei denen an Stelle zweier Lok.-Magneten nur ein Lok.-Magnet und ein über diesem befindliches Schlußjoch Verwendung

finden. Die an die Stromquelle I angeschlossenen Erregerwicklungen 53 und 54 sind unter sich gleichsinnig verbunden und schicken durch die Empfänger spule 55 auf freier Strecke den Fluß 56. Von einer dritten Erregerwicklung 57, die auf dem Schluß]och

58 angeordnet ist, wird ein zweiter Kraftfluß

59 durch die Empfängerspule 55 geschickt, und zwar so, daß 56 stärker als 59 ist und außerdem die beiden Kraftflüsse 56 und 59 innerhalb der Empfängerspule einander entgegengesetzt gerichtet sind. Auch hier kann die Größe der Kraftflüsse und damit die Kopplung zwischen Erreger- und Empfängerkreis verschieden eingestellt werden, und zwar sowohl durch Wahl entsprechender Windungszahl der Erregerspulen wie auch durch Änderung des magnetischen Widerstandes zwischen Impulsmagnet 4 und Schlußjoch 58.

Auch hier tritt beim Überfahren von Eisenmassen eine Verstärkung der Kopplung und damit ein Ansteigen des Relaisstromes ein. Die Wirkungsweise beim Überfahren von Gleismagneten ist ähnlich, wie bei dem obengenannten Beispiel geschildert.

In Abb. 19 ist ein ähnliches Beispiel dargestellt, bei welchem jedoch Erregerkreis und Empfängerkreis miteinandier vertauscht sind. 60 ist die auf dem Impulsmagneten 4 angeordnete Erregerspule; 61, 62 und 63 sind die auf dem Impulsmagneten 4 bzw. dem Schlußjoch 58 angeordneten Empfängerwicklungen. Der Wicklungssinn ist auch hier wieder so gewählt, daß die in der Wicklung 62 bzw. in den Wicklungen 61 und 63 erzeugten EMKe entgegengesetzt gerichtet sind. Die Verhältnisse müssen hierbei so gewählt werden, daß 56 ■ (61 + 63) < 59 · 62 ist. Wurden bei den besprochenen Schaltungen nicht in jedem Lok.-Kreis Kondensatoren angeordnet, sondern nur in einem (z. B. im Relaiskreis), so ist die Einrichtung nach wie vor frei von Störungen durch Eisenmassen, nur wird dann auf die verbreiterte Form der Relaisstromcharakteristik nach Abb. 10 verzichtet.

Claims (6)

1. Patentansprüche: i. Von der Strecke aus beeinflußbare induktive Zugsignaleinrichtung, bei der die auf der Lokomotive angeordnete Signaleinrichtung durch Kopplung des Lokomotivstromkreises mit einem an der Strecke angeordneten Resonanzstromkreis derart zur Wirkung gebracht wird, daß der Relaisstromkreis geschwächt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokomotiveinrichtung aus zwei oder mehr gekoppelten Stromkreisen derart zusammengesetzt ist, daß durch darunterkommende Eisenmassen deren Kopplung und entsprechend der Relaisstrom verstärkt wird.
2. 2. Zugsignaleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der beiden Kreise (18, 19) auf einem gemeinsamen Lokomotivmagneten (4) erfolgt. _
3. 3. Zugsignaleinrichtung nach Anspruch_ i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Lokomotivmagnete (34, 35) angeordnet sind, deren jeder eine Wicklung des einen (36 bzw. 37) und eine des anderen Kreises (38 bzw. 39) trägt, die miteinander gekoppelt sind.
4. 4. Zugsignaleinrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung des Betriebsfrequenzbereiches in jedem der beiden gekoppelten Lokomotivkreise (36, 37 bzw. 38, 39) ein Kondensator (5, 65) angeordnet ist.
5. 5. Zugsignaleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der beiden Kreise (36, 37 bzw. 38, 39) durch ein oder mehrere die Lokomotivmagnete (34, 35) kreuzende Joche (5°) 5^χ> 5²) verändert werden kann.
6. 6. Zugsignaleinrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle zweier Lokomotivmagnete (34> 35) ^eiⁿ Lokomotivmagnet (4) und ein darüber befindliches Schluß) och (58) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen