DE576802C - Einrichtung zur induktiven Signaluebertragung zwischen Zug und Strecke - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zur induktiven Signalübertragung zwischen Zug und Strecke an der Signalempfangsstelle einen Übertragungsmagneten vorzusehen, dessen Erregerwicklung durch einen Wechselstromerzeuger gespeist wird, wobei der ganze Kreis durch einen Kondensator auf die Frequenz des Speisewechselstromes abgestimmt ist. An der signalgebenden Stelle ist ebenfalls ein Magnet vorgesehen, dessen Wicklung über einen Kondensator kurzgeschlossen ist. Dieser Kreis (Sekundärkreis) ist ebenfalls auf die Frequenz des den Primärkreis speisenden Wechselstromerzeugers abgestimmt. Bewegen sich beide Magnete aneinander vorbei, so tritt im Primärkreis eine Stromschwächung ein, so daß ein in diesem liegendes Relais abfällt und ein Signal o. dgl. auslöst. Ist jedoch der Sekundärkreis an der signalgebenden Stelle verstimmt oder offen,, so tritt keine Stromschwächung im

ao Primärkreis ein, und es wird kein Signal gegeben.

Um zwischen Fahrzeug und Strecke mehrere verschiedene Signale oder Wirkungen übertragen zu können, verwendet man in neuerer Zeit zwei oder mehr primäre Beeinflussungskreise, die mit verschiedener Frequenz erregt werden. Beim Ankoppeln, d. h. beim Vorbeibewegen eines Sekundärkreises, wird dabei immer nur jener Primärkreis beeinflußt, auf dessen Erregerfrequenz der Sekundärkreis abgestimmt ist. Mit Rücksicht auf den auf einer Lokomotive zur ■ Verfügung stehenden beschränkten Raum müssen die Übertragungskreise sehr nahe zusammengelegt werden.

Um dabei eine gegenseitige Störung der mit verschiedener Frequenz gespeisten Kreise zu verhindern, ist es bereits bekannt, die von den Übertragungsspulen des einen Kreises ausgehenden und die Spulen des anderen Kreises durchsetzenden Kraftflüsse durch gleich große, entgegengesetzt gerichtete Kraftflüsse zu kompensieren. Außerdem ist vorgeschlagen worden, die in beiden Kreisen induzierten Störspannungen durch gleich große, entgegengesetzt gerichtete Spannungen zu kompensieren, indem in die mit verschiedener Frequenz gespeisten Kreise die Wicklungen eines Transformators gelegt werden, die sich gegenseitig die zur Spannungskompensation erforderlichen Gegenspannungen nach Größe und Richtung aufdrücken.

Bei beiden Methoden zur Verhinderung der gegenseitigen Störung sind die mit verschiedener Frequenz erregten Kreise vollkommen galvanisch voneinander getrennt.

Während bei der bekannten Einrichtung, die die gegenseitige Störung durch Kompensation der Kraftflüsse behebt, die Übertragungsspulen der beiden Kreise auf zwei nebeneinanderliegenden Eisenkernen untergebracht sind und sich dementsprechend die Kraftlinien von einem Eisenkern zum andern leichter schließen als

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

Heinz Müller in Frankfurt a. M.

zwischen Lokomotiv- und Gleismagnet durch die Luft, wird durch die Erfindung die Verwendung nur eines einzigen Eisenkernes möglich, welcher beide Übertragungsspulen trägt und dadurch die magnetische Kopplung zwischen Lokomotiv- und Gleismagnet verbessert. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur induktiven Signalübertragung zwischen Zug und Strecke unter Verwendung mehrerer mit ίο verschiedenen Frequenzen gespeister Beeinflussungskreise sind die Übertragungsspulen ebenso wie bei der bekannten Einrichtung dauernd miteinander magnetisch gekoppelt. Sie kennzeichnet sich jedoch dadurch, daß die Beeinflussungskreise, deren Spulen auf einem einzigen Eisenkern angeordnet sind, derart galvanisch miteinander verbunden werden, daß bei geeigneter Wahl der Windungszahlen und der gegenseitigen magnetischen Kopplung der ao Übertragungsspulen bei einer Stromänderung im einen Kreis der Strom im anderen Kreis konstant bleibt.

Die weiteren Merkmale der Erfindung werden am einfachsten an Hand des in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

Der Beeinflussungskreis I wird von der Wechselstrommaschine M₁ mit der Frequenz f_x gespeist und mittels des Kondensators C₁ auf diese Frequenz abgestimmt. Er enthält außerdem noch die auf einem Eisenkern angeordnete Übertragungsspule X₁ und das Beeinflussungsrelais A₁, welches beim Ankoppeln eines auf die Frequenz f_t abgestimmten Sekundärkreises zum Abfallen gebracht werden soll. Der Beeinflussungskreis II mit der auf demselben Eisenkern angeordneten Übertragungsspule X₂, dem Abstimmkondensator C₂ und dem Beeinflussungsrelais R₂ wird von der Wechselstrommaschine M₂ mit der Frequenz f₂ erregt.

Die magnetische Kopplung der beiden auf demselben Eisenkern untergebrachten Spulen L₁ und L₂ beträgt 50%. Die Spule L₂ besitzt dabei entgegengesetzten Windungssinn *5 und außerdem doppelt so viele Windungen wie die SpUIeL₁. Der vom Strom der Wechselstrommaschine M₁ in der SpUIeX₁ erzeugte Kraftfluß induziert demnach infolge der 50%igen Kopplung in der Spule L₂ eine Spannung, welche gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet ist wie die Spannung, welche an der Spule L₁ liegt. An den Punkten B und D und gleichzeitig auch an den Punkten E und. D hegt demnach die Spannung Null, so daß von der Wechselstrommaschine Af₁ aus über die Wechselstrommaschine M₂, das Relais R₂ und den Kondensator C₂ kein Strom fließen kann. Der von der Wechselstrommaschine M₁ erregte Beeinflussungskreis I ist demnach nur geschlossen über das Relais R₁, den Kondensator C₁, Punkt A, Wicklung .L₁; Punkte 1? und E.. Der dazu parallel liegende Teil des Kreises II ist vollständig spannungslos.

Betrachtet man die Anordnung von der Wechselstrommaschine M₂ des Kreises II aus, so wird von dem in dieser erzeugten Strom mit der Frequenz f₂ in der Spule L₂ ein Kraftfluß hervorgerufen, welcher die Übertragungsspule L₁ infolge der 5o°/₀igen Kopplung nur zur Hälfte durchsetzt. Gleichzeitig fließt aber der von der Maschine M₂ erzeugte Wechselstrom auch über die SpUIeX₁ und erzeugt infolge der Windungszahl derselben einen Kraftfluß, welcher nur halb so groß ist wie der in der SpuleX₂ erzeugte, also genau so groß wie der von dieser ausgehende und die Spule X₁ durchsetzende Kraftfluß. Da diese beiden Kraftflüsse wegen des entgegengesetzten Windungssinnes der beiden Spulen aber entgegengesetzt gerichtet sind, heben sie sich auf, und es liegt an den Punkten A und B und demnach auch an den Punkten A und E keine Spannung. Der von der Wechselstrommaschine M₂ mit der Frequenz f₂ erregte Kreis II ist daher nur geschlossen über das Relais R₂, den Kondensator C₂ und die beiden Übertragungsspulen X₂ und X₁. Auf den das Relais R₁ und die Wechselstrommaschine M₁ enthaltenden Zweig der Schaltung hat die Frequenz f_z keinen Einfluß, weil die Spule X₁ für den Kreis II spannungslos ist. Die für die Beeinflussung wirksamen Teile der beiden Kreise, nämlich die beiden Relais R₁ und R^ liegen also trotz der galvanischen Kopplung in Stromkreisen, welche sich wie elektrisch voneinander vollständig unabhängige, Kreise verhalten.

Die Schaltung der abgestimmten Sekundärkreise Γ.und ΙΓ, deren Übertragungsspulen L₁' und X₂' ebenfalls auf einem Eisenkern untergebracht sind, ist analog der Schaltung der mit verschiedener Frequenz erregten Primärkreise I und IL Damit aber die Dämpfung, welche der Primärkreis II durch die Spule X₁ besitzt, ausgeglichen und die Güte. der Beeinflussung in beiden Kreisen dieselbe wird, sind die Sekundärkreise I' und II' umgekehrt geschaltet, d. h. der Kreis Γ ist ähnlich wie der Primärkreis II geschlossen über den Abstimmkondensator C₁', , die Spule X₁' und die Spule X₂' mit entgegengesetztem. Windungssinn und halber Windungs- tio zahl, Dieser Kreis ist auf die Frequenz /_r abgestimmt. Der Kreis ΙΓ ist auf die Frequenz f₂ abgestimmt und besteht ähnlich wie der Primärkreis I nur aus der Übertragungsspule X₂' und dem dazu parallel geschalteten Abstimmkondensator C₈'. Beide Kreise verhalten sich genau so wie die Primärkreise, weil die Kompensation der Spannungen bzw. der Kraftflüsse genau so wie in diesen vor sich geht. Die beiden zu den Kondensatoren C₁' und C₂' parallel geschalteten Schalter S₁ und S₂ dienen zum Abstimmen'der Kreise für den Fall, daß sie auf die Primär-

kreise entweder einzeln oder gleichzeitig einwirken sollen.

Diese Schaltung der Sekundärkreise ist zweckmäßig für den Fall, daß die verschiedenen Signale von einer Stelle aus gegeben werden müssen, weil sie dadurch einen gemeinsamen Eisenkern erhalten und in ein gemeinsames Schutzgehäuse eingebaut werden können, ähnlich wie es bei den Primärkreisen der Fall ist.

ta Soll jedoch von einem Punkt aus immer nur ein Signal derselben Qualität übertragen werden, so kann der Sekundärkreis nur aus einer Spule und dazu parallel liegendem Abstimmkondensator bestehen, wie es bei den Übertragungseinrichtungen mit nur einer Wirkungsqualität bereits allgemein üblich ist.

Für die Übertragungsspulen L₁ und L₂ bzw. L₁' und L₂' ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die gegenseitige Kopplung 5o°/₀ beträgt und die Windungszahlen dieser Spulen im Verhältnis ι: 2 stehen. Die gleiche Wirkung kann auch erzielt werden, wenn beispielsweise das Verhältnis der Windungszahlen ι: 3 oder 1: 4 gewählt wird. In diesem Falle muß nur die magnetische Kopplung entsprechend diesem Verhältnis33¹I₃ ⁰J₀ bzw. 25% betragen. Allgemein muß nur die Bedingung eingehalten werden, daß bei einem Verhältnis der Windungszahlen von ι : χ die gegenseitige magnetische Kopplung —. 100 % beträgt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:
   i. Einrichtung zur induktiven Signal-Übertragung zwischen Zug und Strecke unter Verwendung mehrerer mit verschiedenen Frequenzen gespeister Beeinflussungskreise, deren Übertragungsspulen dauernd miteinander magnetisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Beeinflussungskreise auf einem einzigen Eisenkern angeordnet und die Beeinflussungskreise zugleich derart galvanisch miteinander verbunden sind, daß bei geeigneter Wahl der Windungszahlen und der gegenseitigen magnetischen Kopplung der Übertragungsspulen bei einer Stromänderung im einen Kreis der Strom im anderen Kreis konstant bleibt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch go gekennzeichnet, daß der Kopplungsfaktor zwischen den einzelnen Übertragungsspulen dem Verhältnis der Windungszahlen derselben entspricht.
3. 3. - Ausführungsform der Einrichtung nach Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Windungszahlen der Übertragungsspulen wie ι: 2 verhalten, um günstige Strom- und Raumverhältnisse zu erzielen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsspulen auf dem Eisenkern hintereinandergeschaltet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsspulen entgegengesetzt gewickelt sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zu einer Übertragungsspule (L₁) parallelen Stromzweig der Wechselstromerzeuger (M₁), der Abstimmkondensator (C₁) und das Beeinflussungsrelais (R₁) des mit der einen Frequenz (^₁) gespeisten Kreises (I), und der Wechselstromerzeuger (M₂), der Abstimmkondensator (C₂) und das Beeinflussungsrelais (R₂) des mit der zweiten Frequenz (f₂) gespeisten Kreises (II) parallel zu beiden Übertragungsspulen (L₁, L₂) liegen.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärkreise (I', IF) durch Parallelschalten eines Abstimmkondensators (C₁') zu einer Spule (L₁') und eines zweiten Abstimmkondensators (C₂') zu beiden Spulen (L₁', L₂') gebildet sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der beide Übertragungsspulen (L₁', L₂') enthaltende Sekundärkreis (Γ) auf jene Frequenz (f_x) abgestimmt ist, welche der im Primärkreis (I) nur zu einer Spule (L₁) parallel liegende Wechselstromerzeuger (M₁) abgibt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen