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Einrichtung zur Telefonieübermittlung zwischen fahrenden Zügen untereinander
sowie zwischen diesen und festen Stationen mit hochfrequenten elektrischen Wellen
Zur N achrichtenübermittlung zwischen fahrenden Eisenbahnzügen untereinander sowie
zwischen diesen und festen Stationen mit hochfrequenten elektrischen Wellen werden
Antennen an diesen Fahrzeugen benutzt, die an einer oder beiden Seiten oder im Viereck
am Dache, an den Seiten oder sogar unter dem Wagen angeordnet sind. Man kann hierbei
dieselbe Antenne sowohl für Senden als auch Empfangen auf dem Zuge benutzen; man
hat aber auch bereits besondere Antennen demSender einerseits und demEmpfänger anderseits
zugeordnet.
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Auf einer längeren Strecke sind nun Leitungen, längs denen die hochfrequenten
Zugwellen zu und vom Zuge fortschreiten, nicht immer in gleicher Lage zum Bahnkörper
und somit dem Zuge angeordnet, sondern wechseln ihre Entfernung als auch insbesondere
die Seite, an der sie am Bahnkörper entlangführen. Infolgedessen wird auch die Entfernung
zwischen den Antennen und den Leitungen geändert, und es tritt oft ein, daß hierdurch
die Übertragung der Wellen geschwächt oder sonst gestört wird.
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Die Erfindung gibt nun ein Verfahren und eine Einrichtung zu seiner
Ausübung an die Hand, mit dem diesen Nachteilen soweit als möglich begegnet werden
soll. Hierbei bezieht sich die Erfindung ebenso auf solche Anordnungen, bei denen
getrennte Antennen für Senden und Empfangen benutzt sind, als auch solche, bei denen
eine gemeinsame Antenne vorgesehen ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß man die Antenne in zwei oder mehr
Teile unterteilt oder, was auf dasselbe herauskommt, zwei oder mehrere besondere
Antennen am Fahrzeug anordnet und von diesen Antennen bzw. -teilen solche in den
Sende- oder Empfangskreis oder beide einschaltet, die bei einer gegebenen Lage der
festen Leitungen am Bahnkörper gerade die beste Sende- bzw. Empfangsübertragung
gewährleisten. Man verfährt in der praktischen Anwendung @ mit diesen Antennen und
deren Schaltungsmöglichkeit also derart, daß man von Hand oder selbsttätig unter
den vorhandenen Antennenteilen bzw. Antennen gerade jene für den Sender bzw. Empfänger
auswählt und mit diesem zusammenschaltet, welche die Bestmöglichste Übertragung
gewährleisten.
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Hierbei ist es möglich, Antennenteile bzw. Antennen parallel oder
hintereinander zu schalten, ebenso auch eine oder mehrere von ihnen unbenutzt zu
lassen, und man wird einmal eine Antenne, die zum Empfang benutzt worden war, als
Sendeantenne umschalten und umgekehrt.
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Es kann meistens als Regel gelten, daß man die der Leitung näher befindliche
Antenne als Empfangsantenne und eine entfernter liegende als Sendeantenne benutzen
wird; besonders dann, wenn es sich um verhältnismäßig
geringe Entfernungen
vom anderen Zuge oder einer festen End- bzw. Zwischenstation handelt. Man wird aber
auch den umgekehrten Fall vorziehen können, daß man nämlich die der Leitung näher
liegende Antenne als Sendeantenne benutzt, besonders für Übertragung von Nachrichten
auf größere Entfernungen, um die Leistung der Sendestation am Zuge verhältnismäßig
gering trotz großer, zu überbrückender Entfernungen halten zu können.
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Unter diesen Antennen bzw. Antennenteilen versteht nun die Erfindung,
und hierin besteht ein ganz erheblicher, durch sie gebrachter weiterer Fortschritt,
durchaus nicht nur Antennen auf einem einzelnen Eisenbahnfahrzeug, sondern vielmehr
auch solche, die auf verschiedenen Fahrzeugen desselben Zuges angebracht sind. Hier
schlägt die Erfindung den Weg ein, daß sie nach den angegebenen Gesichtspunkten,
also zur Ermöglichung der besten Übertragung in beiden Richtungen in Anpassung an
die verschiedenen relativen Lagen der Leitungen zum Bahnkörper bzw. Zuge diese Antennen
auf verschiedenen Fahrzeugen so zusammenschaltet, daß die besten Wirkungen erreicht
werden und Übertragungen selbst unter solchen Verhältnissen möglich werden, in denen
dies bisher nicht gelungen ist. Bedenkt man beispielsweise, daß ein Zug eine erhebliche
Länge besitzt und eine Stelle des Bahnkörpers passiert, an der aus irgendwelchem
Grunde die Leitungen weit entfernt von ihm sind, so kann regelmäßig noch ein hinterer
oder vorderer Wagen in guter Nähe der Leitung sich befinden, während die übrigen
Wagen aus Übertragungsnähe herausgelangt sind. Betrachtet man überhaupt, daß ein
Fahrzeug mit den auf ihm angeordneten Antennen bzw. Antennenteilen gleichsam eine
Einheit bildet, die eine bestimmte Leistung übertragen bzw. aufnehmen kann, so ist
es klar, daß durch Vermehrung dieser Einheiten und entsprechende Schaltung derselben
gemäß der Erfindung die Leistungsfähigkeit, wenn auch nicht proportional, so doch
jedenfalls erhöht werden kann. Es wird die Kapazitätsfläche jedenfalls vergrößert,
und die Schaltungsmöglichkeiten gemäß der Erfindung werden in ihrer Zahl erhöht,
wenn man nicht mehr ein einzelnes Fahrzeug, sondern vielmehr den gesamten Zug als
Gebiet der Schaltung benutzt.
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Nun beschränkt sich die Erfindung keineswegs etwa darauf, daß man
während der Fahrt des Zuges dauernd, von Hand oder selbsttätig, Schaltungsänderungen
an den Antennen bzw. -teilen vornimmt. Sie ist vielmehr auch dann schon erfüllt,
wenn man vor Abfahrt des Zuges ein für allemal eine bestimmte Schaltung in Anpassung
an den zu befahrenden Bahnkörper mit seinen Leitungsführungen vornimmt. Ganz besonders
klar wird dies, wenn man den gesamten Zug als Schaltungsgebiet nuffaßt. Es wird
also in der Station ein Zug aus mehreren Eisenbahnfahrzeugen zusammengestellt, deren
jedes zwei oder mehrere Antennen bzw. -teile besitzt, und nun werden diese so zusammengeschaltet,
daß die dauernde beste Übertragung beim Befahren der bekannten Strecke stattfindet.
Hier sei nur ein spezielles Beispiel herausgegriffen. Es sei angenommen, daß an
jeder Seite eines jeden Fahrzeuges eine Antenne (Draht) ausgespannt sei, so daß
also zwei parallel zueinander liegende, an beiden Enden jedoch zunächst nicht verbundene
Antennen an jedem Fahrzeug vorliegen. Nehmen wir an, daß zehn solche Fahrzeuge vorhanden
sind, so kann man nun an den vorderen fünf und den hinteren fünf Fahrzeugen die
Antennen an jeder Seite hintereinanderschalten, und zwischen diesen beiden Fahrzeuggruppen
wird nun eine Art Verkreuzung oder Verdrillung vorgenommen, so daß also die hintereinandergeschalteten
fünf Antennen beispielsweise an der rechten Seite der hinteren Wagen verbunden werden
mit den hintereinandergeschalteten fünf Antennen auf der linken Seite der vorderen
Wagen. Das gleiche geschieht mit den Antennen auf den bezüglichen anderen Seiten
der Wagen. Man erhält derart zehn hintereinandergeschaltete Einzelantennen, die
in gleicher Länge zur Hälfte auf der einen und zur Hälfte auf der ! anderen Seite
des Wagenzuges liegen. je eine dieser Antennen wird nun mit dem Sende-bzw. Empfangsgerät
am Zuge gekoppelt, und man hat derart meistens eine sichere Gewähr dafür, daß in
jeder Lage der Leitungen am 1 Bahnkörper die wirkungsvollste Übertragung in beiden
Richtungen stattfindet.
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Gleiches kann man auch bei einem Einzelfahrzeug erreichen, indem man
beispielsweise am Dach vier Einzelantennen anordnet, von 1@ denen je zwei nahe der
Seite des Fahrzeuges liegen.- Schreitet man von rechts nach links über das Dach
des Fahrzeuges, so trifft man zuerst die erste Antenne, in geringer Entfernung von
ihr die zweite, in größerer Entfernung die dritte Antenne und schließlich in geringer
Entfernung von dieser die vierte Antenne. Vorzugsweise wird die Anordnung symmetrisch
getroffen sein. Man kann nun die erste und dritte Antenne einerseits und 1: die
zweite und vierte Antenne anderseits je parallel oder hintereinander schalten, und
das eine so zusammengeschaltete Antennenpaar mit dem Sender und das andere mit dem
Empfänger koppeln: auch dann wird man bei einer 1e bestimmten Lage der Leitung zum
Bahnkörper die beste Übertragung erhalten können:
wechselt die Leitung
ihre Lage an den Seiten des Bahnkörpers, so wird man eine entsprechende Umschaltung
vornehmen, derart, daß das bisher mit dem Sender gekoppelte Antennenpaar nunmehr
dem Empfänger zugeordnet wird und umgekehrt. Sind aber die beiden Antennen an beiden
Seiten des Einzelfahrzeuges in gleicher Übertragungsnähe zur Leitung angeordnet,
dann wird sogar diese Umschaltung während der Fahrt fortfallen können.
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Befinden sich auf einem Fahrzeug die zugehörigen Hochfrequenzgeräte,
so können in deren Schaltung auch gleich die notwendigen Umschalter vorgesehen werden.
Bei anderen Fahrzeugen ohne solche Geräte werden Luftschalter oder Schalter in einem
Kasten im Innern des Wagens usw. vorzusehen sein.
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Die Verbindung von Antennen auf verschiedenen Fahrzeugen untereinander
kann in jeder geeigneten Weise durch Kopplungsdrähte erfolgen, wie diese für die
Brems- und Lichteinrichtungen bekannt sind. Diese werden zweckmäßig hinter den Schaltvorrichtungen
für die Antennen des Wagens angeordnet. Es ist nicht anzunehmen, daß solche Kupplungen
und Entkopplungen vergessen werden; sicherheitshalber kann man diese aber neben
den Kopplungen für die Bremseinrichtungen anordnen, derart, daß bei Herstellung
der Verbindung zwischen zwei Bremsschläuchen auch gleichzeitig Kontakte für die
Verbindung der Antennen der beiden Wagen geschlossen werden und umgekehrt.
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Die Erfindung ist unabhängig davon, in welcher Weise dieEinzelantennen
bzw.Antennenteile am Wagen angeordnet sind.
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Es wird sich auch manchmal empfehlen, in den Kreisen der Hochfrequenzgeräte
besondere Elemente (Selbstinduktion, Kapazität) vorzusehen, die je nach der Zahl
der zusammengeschalteten Antenneneinheiten oder Fahrzeugeinheiten ein- oder ausgeschaltet
werden und eine bestimmte Abstimmung er-;;eben, so daß man nicht also im einzelnen
Fall vor der Ausfahrt des Zuges erst eine genaue :Nachstimmung etwa mit dem Wellenmesser
vornehmen muß. Es wäre möglich. solche zusätzliche Abstimmelemente auch in den Schaltkästen
der einzelnen Wagen oder sogar als frei liegende Spulen oder Kapazitäten anzuordnen
und anderes mehr.
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Nunmehr ist nur noch zu sagen, in welcher Weise eine selbsttätige
Umschaltung im gegebenen Falle durchgeführt werden kann. Auf der Hand liegt es,
hierzu feste Anschläge zwischen den Schienen oder an deren Seiten zu verwenden,
welche gegen einen herausragenden Hebel am Fahrzeug stoßen und diesen umlegen; dieser
schaltet dann die Kopplung der Apparaturen oder der Antennen um. Dies würde aber
bei großer Fahrt ebenso gefährlich sein, wie auch die mehrmalige Umschaltung größeren
Schwierigkeiten begegnen dürfte. Das einfachste ist daher, zwischen den Schienen
geschlossene Stromkreise anzuordnen (Spulen) und ebenso an der Unterseite des Fahrzeuges
(vorzugsweise desjenigen, in dem die Hochfrequenzgeräte enthalten sind) solche Stromkreise,
welche von Wechselstrom dauernd gespeist werden und in ihrem Kreise einen Umschaltmechanismus
enthalten. Bei Überfahren einer geschlossenen Spule zwischen den Schienen wird dann
der Wechselstromwiderstand in dem Schaltkreise auf dem Fahrzeug geändert, und die
Umschaltvorrichtung tritt in Wirkung. Diese wird dann so ausgebildet, daß sie bei
aufeinanderfolgenden Betätigungen immer eine Schaltung in die andere über- und dann
wieder zurückführt, so daß also beim jedesmaligen Überfahren der Schaltstelle ein
wechselndes Umschalten in entgegengesetzten Richtungen stattfindet.
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Man kann aber auch zwei verschiedene Schaltmechanismen anordnen, die
verschiedene Kurzschlußspulen zwischen den Schienen erfordern, so daß die eine und
die andere betätigt wird, wenn die zugehörige Spule gerade unter dem Fahrzeug liegt.
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Die Umschaltung von Hand wird zweckmäßig durch Signale optischer oder
akustischer Art angemahnt, wobei diese Signale außerhalb des Zuges fest auf der
Strecke liegen können und beispielsweise vom Lokomotivführerstand aus zu beobachten
sind, oder aber es wird an Stelle der Schaltvorrichtungen im vorher beschriebenen
selbsttätigen Ausführungsbeispiel eine Signalvorrichtung im Bedienungsraum der Hochfrequenzgeräte
am Zuge betätigt.