DE631804C - Einrichtung zum Ausschalten von Gleisrelais bei Eisenbahnsignalanlagen - Google Patents

Description

Die Signale des Eisenbahnverkehrs werden durch Gleisrelais gesteuert, welche mit einem Teil der Eisenbahnschienen innerhalb eines Blockabschnittes mit einer elektrischen Stromquelle (gewöhnlich eine Batterie) und mit einem Widerstand in Reihe geschaltet sind. Jedes Gleisrelais wird im Ruhezustand erregt, sobald aber ein Zug in den betreffenden Blockabschnitt einfährt, schließt er das Relais über die Räder und die Achsen kurz, das Relais fällt ab und löst die Signale aus.

Leichte Fahrzeuge, welche mitunter die Eisenbahnschienen befahren, ebenso Fahrzeuge mit Gummibereifung geben jedoch einen ungenügenden oder gar keinen Leitungsschluß und lösen daher auch nicht die Signale aus, wenn sie in den Blockabschnitt einfahren.

Die Erfindung hat daher Einrichtungen zum Gegenstand, mittels deren bei leichten Fahrzeugen oder solchen mit Gummibereifung ein sicheres Abfallen der Relais bewirkt wird.

Die Erfindung besteht im wesentlichen

darin, daß durch das Fahrzeug, welches den Blockabschnitt befährt, in die Relais dieses Abschnittes ein elektrischer Neutralisationsstrom geschickt wird, welcher der Wirkung des gewöhnlichen Gleisrelaisstromes entgegengesetzt gerichtet ist und so das Relais zum Abfallen bringt.

Man sieht für diesen Zweck auf dem Fahrzeug eine elektrische Stromquelle vor, welche über Bürsten o. dgl. einen Ergänzungsstrom in die Schienen schickt, um die Wirkung des Ruhestromes in dem Gleisabschnitt aufzuheben.

Um den verschiedenen Bedingungen gerecht zu werden, welche im praktischen Betrieb vorkommen können, kann man eine oder mehrere der folgenden Anordnungen vorsehen:

a) Man wählt die Spannung der Stromquelle oder den Widerstand oder die Selbstinduktion auf dem Fahrzeug so hoch, daß man den Kontaktwiderstand der Zuleitungsbürsten vernachlässigen kann.

b) Man gibt dem Widerstand, welcher in Reihe mit der zur Speisung der Relais vorgesehenen Batterie liegt, einen der Spannung dieser Batterie entsprechenden konstanten Wert für alle Gleisabschnitte, und man sorgt dafür, daß das Verhältnis der Spannung der Stromquelle auf dem Fahrzeug zu dem Widerstand auf dem gleichen Fahrzeug gleich dem Wert dieser Konstanten ist.

c) Man gibt dem Widerstand auf dem Fahrzeug einen im Verhältnis zu der Spannung der Stromquelle auf dem Fahrzeug höheren Wert als der größte bekannte Wert des Verhältnisses der Spannung der Speise-

stromquelle der Gleisrelais zu dem Widerstandswert, welcher in Reihe mit dieser Stromquelle liegt, und gleichzeitig polarisiert man die Gleisrelais. , ·:

d) Man schaltet auf dem Fahrzeug zwischen die beiden Zuleitungsbürsten ein Urjfr. kehrrelais und einen umlaufenden Kommuta-^ tor, welcher an die Bürsten und an die Stromquelle und den Widerstand angeschlossen ist,

ίο in der Weise, daß man selbsttätig die Richtung des Stromes umkehrt', welcher dem normalen Speisestrom der Gleisrelais, entsprechend der Polarität dieser Relais, entgegenwirken soll.

e) Man schaltet auf dem Fahrzeug zwischen die beiden Bürsten einen Widerstand und eine Wechselstromquelle von geeigneter Frequenz und Spannung, derart, daß die Re-

, lais abgeworfen werden, aber nicht wieder anziehen können.

f) Man ersetzt in der im vorigen Absatz vorgesehenen Einrichtung die Wechselstromquelle und den Widerstand durch die Sekundärwicklung eines Transformators und eine Selbstinduktion.

g) Man schaltet auf dem Fahrzeug zwischen ein erstes Bürstenpaar, genannt Fühlerbürsten, ein Hilfsrelais und zwischen ein anderes Bürstenpaar, genannt Ausgleichbürsten, eine Stromquelle und eine Anordnung veränderlicher Widerstände, welche von einem beweglichen Organ in der Weise betätigt werden, daß entsprechend der Polarität der Gleisrelais das Gehäuse der Hilfsrelais den einen oder anderen dieser beiden Stromkreise bildet. Fernerhin gestattet man einerseits dem beweglichen Organ, sich dann durch irgendeinen geeigneten Elektromotor in Bewegung zu setzen, der z.B. durch die Stromquelle gespeist wird, andererseits aus dieser Spannungsquelle einen Strom in die Schienen zu schicken, welcher entgegengesetzt gerichtet ist und fortgesetzt anwächst und welcher augenblicklich aufhört zu wachsen, wenn er den gewollten Wert erreicht hat, um die Gleisrelais zum Ansprechen zu bringen.

Am Ausgang des Blockabschnittes kehrt die bewegliche Einrichtung selbsttätig auf Null zurück, und das Hilfsrelais geht in die Ausschaltstellung.

h) Statt durch einen Kommutator ein einziges Paar von Bürsten bald an das Hilfsrelais, bald an die Stromquelle anzuschließen (dies hat den Zweck, um zu vermeiden, daß auf das Relais der Spannungsabfall unter den Bürsten einwirkt, während die Stromquelle die Schienen speist, und dem genannten Relais zu erlauben, daß es durch die wirkliche Polarität der Schienen gesteuert wird), kann man zwei Bürstenpaare oder zwei isolierte Gruppen von Lamellen oder Fasern auf dem gleichen Bürstenpaar benutzen, von denen die eine Gruppe ständig mit dem Hilfsrelais, die andere ständig mit der Stromquelle über das "-gleiche Relais verbunden sind. Das Hilfsrelais wird somit gespeist durch den wirklichen Spannungsunterschied zwischen den "Schienen, welcher ebenfalls auf die Relais einwirkt. Durch die dauernde Speisung gewinnt man an Empfindlichkeit und durch die Vermeidung des Kommutators an Einfachheit.

i) Andererseits kann man das Relais benutzen, um die Stromquelle anzuschließen, um entweder die Höhe, des Hilfsstromes oder seine Dauer zu verändern und dadurch einen im Mittelwert Null betragenden Spannungsunterschied zwischen den Schienen zu erzielen. Man erzielt dadurch eine selbsttätige Regelung und gewinnt an Wirksamkeit.

In einer ersten Ausführungsform ist das Hilfsrelais als Wippe ausgebildet und verbindet die Stromquelle mit den beiden Bürstengruppen im einen oder im anderen Sinne entsprechend der Polarität der Schienen. Man benutzt eine Selbstinduktion in Reihe mit einer Kapazität, welche zusammen einen Widerstand bilden, um einen fortschreitenden Anschluß des Stromes zu erhalten, welcher in die Schienen geschickt wird.

In einer zweiten Ausführungsform vermeidet man die Selbstinduktion und Kapazität und benutzt nur Schutzwiderstände.

Eine geänderte Ausführungsform besteht darin, statt eines Wipprelais zwei Abfallrelais zu benutzen, welche auf Ströme im entgegengesetzten Sinn ansprechen. Man vermeidet so das fortgesetzte Klappern der Relais, welche nur auf einer polarisierten Gleisstrecke zur Wirkung gelangen. Die Schwankungen der Gleisspannung sind nicht mehr symmetrisch; sie vollziehen sich zwischen dem Schwellwert der Ein- und der Ausschaltung des einen oder des anderen Hilfsrelais.

In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt In diesen Zeichnungen sind

Abb. ι eine schematische Darstellung der einfachsten Ausführungsform der Erfindung,

Abb. 2 eine ähnliche Anordnung, welche n₀ durch polarisierte Relais verbessert ist,

Abb. 3 eine weitere Ausführungsform, " welche für Gleisabschnitte von beliebiger Polarität geeignet ist,

Abb. 4 die Einrichtung nach der Erfindung für die Speisung mit Wechselstrom,

Abb. S ebenfalls eine Anordnung für beliebige Polarität im Gleisabschnitt;

Abb. 6 bis 9 sind weitere Ausführungsformen ;

Abb. 10 und 11 zeigen den Schwingungsverlauf bei Wechselstrom.

In Abb. ι sind ι und 2 zwei Eisenbahnschienen, 3 und 4 die Isolierstellen zwischen zwei Blockabschnitten. 5 ist ein gewöhnliches Gleisrelais, 6 eine Stromquelle, 7 ein Wider-S stand.

Erfindungsgemäß ordnet man auf dem betrachteten Fahrzeug A zwei Zuleitungsbürsten 8 und 9 an, von denen jede eine der Schienen 1, 2 berührt und welche an eine

(ΐ

R₂+x

Um U = 0 zu erhalten, wodurch das Abfallen des Relais 5 herbeigeführt würde, genügt es also, daß

R₁

ist. Sind χ und y veränderlich, so läßt sich die Gleichung nicht in allen Fällen realisieren.

Aber tatsächlich genügt es, daß die Span-

nung U zwischen den Werten + ε liegt (ε liegt unterhalb der niedrigsten Spannung, bei welcher das Gleisrelais abfällt, d.h. bei 0,08 Volt für die gewöhnlich benutzten Relais). Dies läßt sich leicht einhalten, wenn die Batteriespannungen E₂ und R₂ genügend groß sind, derart, daß die Kontaktwiderstände χ und y der Bürsten 8 und 9 vernachlässigbar gegenüber dem Widerstand R₂ sind. In diesem Fall ist die Gleichung einigermaßen und für die praktischen Verhältnisse ausreichend erfüllt.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht demgemäß darin, in allen Gleis-

abschnitten das Verhältnis -^- = einer Konstanten K zu machen und die Stromquelle 10 und den Widerstand 11 auf dem Fahrzeug A so zu wählen, daß

-ι .

R,

ist.

Wenn E₂ und R₂ genügend groß sind, wie oben erwähnt, und wenn die Polarität der Schienen 1 und 2 bekannt und in allen Gleisabschnitten dieselbe ist, fallen die Gleisrelais 5 bei der Durchfahrt eines leichten Fahrzeuges A sicher ab.

Man kann statt der Konstanthaltung des

TT

Verhältnisses -^- in allen Gleisabschnitten

auch einfach

größer machen als den

größten bekannten Wert von -^-. In diesem Fall hat der Strom, welcher von der Quelle Gleisstromquelle 10 (z. B. eine Batterie) und einen Widerstand 11 in Reihe mit dieser angeschlossen sind. Wenn χ und y die Kontaktwiderstände der Bürsten 8 und 9 sind und w der Widerstand des Relais 5, U die Spannung des Relais, E₁ und E₂ die Spannungen der Batterien 6 und 10 und ^₁ und R₂ die Werte der Widerstände 7 und 11, so erhält man nach den Kirchhoffschen Gleichungen

R₁

10 ausgesandt wird, das Bestreben, in das Relais 5 im entgegengesetzten Sinn einzutreten als der Strom aus der Quelle 6. Wenn man dafür sorgt, daß das Relais 5 durch eine Kupferoxydzelle 12 o. dgl. polarisiert ist (Abb. 2), wird nur der Strom durchgelassen, welcher aus der Batterie 6 kommt, während ein entgegengesetzter Strom gesperrt wird. Dann kann kein Strom mehr durch das Relais 5 fließen, welches beim Befahren des Blockabschnittes durch das Fahrzeug A abfallen wird. Diese Anordnung setzt indessen stets voraus, daß die Polarität der Schiene bekannt und in allen Gleisabschnitten dieselbe ist.

Nun sind in der Praxis die Polaritäten der Schienen häufig verschieden. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, kann man die Anordnung nach Abb. 3 treffen.

Zwischen die Bürsten 8 und 9 auf dem Fahrzeug A schaltet man einerseits ein an die Bürste 8 angeschlossenes Umkehrrelais mit einer Spule 13 und einem Kippschalter 14, welcher bei 15 gelagert ist. Andererseits ist ein umlaufender Kontaktgeber vorgesehen, dessen beweglicher Schleifkontakt 16 mit der '100 Bürste 9 verbunden ist und dessen feste Kontakte 17 und 18 an die Spule 13 und unter Zwischenschaltung des Widerstandes 11 am Mittelpunkt ο der Stromquelle 10 angeschlossen sind; deren Pole -\- und — liegen an den beiden festen Kontakten 19 und 20 des Stromwenders.

Wenn die Schiene 1 die Polarität + hat, so stellt der Kippschalter 14 über Kontakt 19 die Verbindung zwischen dem Pol der Batterie mit der Bürste 8 her.

Wenn der bewegliche Kontaktgeber 16 an dem festen Kontakt 18 liegt, wird der Gegenstromkreis, welcher das Abfallen des Relais 5 bewirken soll, wie folgt hergestellt: Bürste 8, Kippschalter 14, Kontakt 19, rechter Teil der Batterie 10, Mittelpunkt o, Widerstand 11, fester Kontakt 18, Kontaktgeber 16 und Bürste 9.

Wenn der bewegliehe Kontakt 16 auf dem festen Kontakt 17 sich befindet, verläuft der Stromkreis unmittelbar von der Bürste 8 zur

Bürste 9 über die Spule 14 des Stromwenders. Wenn die Polarität der Schiene 1 dieselbe geblieben ist (das Fahrzeug A kann während der Zeit den Blockabschnitt gewechselt "haben), so legt sich der Kippschalter 14 nicht um. Aber wenn die Polarität der Schiene 1 sich geändert hat, wechselt der Kippschalter 14 zum Kontakt 20 und kehrt dadurch den Stromsinn in den Gegenstromkreis um, welcher nunmehr wie folgt verläuft: Bürste 9, Kontaktgeber 16, fester Kontakt 18, Widerstand ϊΐ, Mittelpunkt ο, linker Teil der Batterie 10, Kontakt 20, Kippschalter 14, Bürste 8.

Für ein gutes Arbeiten der Einrichtung soll die Empfindlichkeit des Stromwenders höher sein als die des Relais 5. Denn während der Zeit, während der der bewegliche Kontakt 16 auf dem Kontakt 17 sich befindet, um die Polarität der Schienen zu prüfen Und die entsprechende Stellung des Kippschalters 14 herbeizuführen, empfängt das Gleisrelais 5 den normalen Strom der Batterie 6. Diese Zeit T₁ soll daher kürzer sein als die Zeit, welche notwendig ist, damit die Batterie 6 das Gleisrelais wieder zum Ansprechen bringt (gewöhnlich in der Größenordnung von ¹⁵/_5Oo Sekunden), aber höher als die Zeit, welche erforderlich ist, um den Stromwender ansprechen bzw. den Kippschalter abfallen zu lassen (gewöhnlich in der Größenordnung von ^soo Sekunden),

Andererseits soll die Zeit T₂, während welcher der Kontaktgeber 16 bei seiner Bewegung den festen Kontakt 18 berührt, höher sein als .die Zeit, welche zum Abfallen des Gleisrelais 5 notwendig ist.

Diese Anordnung nach Abb. 3 kann getroffen werden in dem Fall, wo-gr=-^-=ii

E ist, ebenso in dem Fall, wo —5^ größer ist als

K₂

pt
-. In diesem Fall kann man einen Kupf er-

oxydgleichrichter als Schutz benutzen, wie dies in Abb. 2 vorgesehen ist, und die Geschwindigkeit des umlaufenden Stromwenders so festlegen, daß der Gegenstrom während einer Zeit fließt, die genügend größer als die Abfallzeit und ein wenig kleiner als die Zeit des Anzugs ist.

Endlich kann man die Stromquelle 10 der Abb. i, welche den Gleichstrom liefert, durch eine Wechselstromquelle 21 (Abb. 4) ersetzen, deren Periodenzahl T höher als die nötige Abfallzeit des Gleisrelais 5, aber niedriger als die Zeit zum Wiederansprechen ist. Der Normalstrom der Batterie 6 wird daher während einer Zeit T herabgesetzt, die genügt, um das Abfallen des Relais 5 zu bewirken. Der Strom geht auf den höheren Wert während einer gleichen Zeit T wieder zurück, die jedoch nicht ausreicht, um das Wiederansprechen des Relais zu gestatten. Dies Relais wird daher abfallen und abgefallen bleiben, wenn das Fahrzeug A in den entsprechenden Gleisabschnitt gelangt.

In diesem Fall genügt es, daß das Verhält-

IUs-J₅ ⁵- größer als-^-ist; denn selbst wenn der K₂ K₁ .

Strom im entgegengesetzten Sinn durch das Gleisrelais fließt, genügt die Zeit T nicht zum Wiederanziehen durch den Gegenstrom.

Wohlbemerkt können an Stelle des Wechselstromerzeugers und Widerstandes in der Brücke 8, 9 (Abb. 4) die Sekundärwicklung eines Transformators und eine Selbstinduktion vorgesehen werden, welche beide einen geringen Widerstand besitzen, jedoch so bemessen sind, daß die durchgelassene

Stromstärke den festen Wert -^- nicht über-

schreitet. Auf diese Weise kann man die Vorteile einer Kurzschließung der Brücke ausnutzen und sie an die Wechselstrompole anschließen.-.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 trägt das leichte Fahrzeug zwei Paare von Schleifbürsten oder zwei Gruppen isolierter Lamellen 22, 22' und 33, 33' auf einem ein- go zigen Bürstenpaar.

Die Bürsten (oder Lamellen) 22, 22' stellen die sogenannten! Fühlerbürsten und die Lamellen 23, 23' die sogenannten Kompensationsbürsten dar.

Zwischen den Fühlerbürsten 22, 22' ist ein Hilfsrelais 24 angeordnet, dessen Anker 25 bei 26 gelagert ist und drei Stellungen einnehmen kann, nämlich am Kontakt 27 und 28 sowie zwischen den beiden. Eine der Ausgleichbürsten 23 ist mit dem Mittelpunkt der

Batterie 10 verbunden, deren +- und Pol

an die festen Kontakte 27 bzw. 28 des Relais 24 angeschlossen sind. Die andere Ausgleichbürste 23 ist an das Ende eines Kontaktfingers 29 angeschlossen, welcher bei 30 gelagert ist und welcher sich entlang den Knöpfen 31 bewegen kann, welche unter Zwischenschaltung von Widerständen 32 mit

dem -)— und Pol der Batterie 10 verbun-

den und durch einen isolierten Knopf 33 voneinander getrennt sind. Der so zwischen den

Kontaktfinger und den +- und Pol der

Batterie geschaltete Widerstand wird stufenweise verringert, wenn der Kontaktfinger 115¹ sich nach den Enden der Kontaktknöpfe 31 bewegt.

Man kann stattdessen auch die Kontaktknöpfe 31 mit den aufeinanderfolgenden Elementen der Batterie 10 verbinden.

Der Kontaktfinger 29 wird durch einen Motor 34 in Bewegung gesetzt, welcher durch

Gleichstrom aus der Batterie io gespeist und durch das Relais 24 eingeschaltet wird.

Im folgenden wird mit U die Spannung zwischen den Schienen 1, 2 und mit u die Ansprechspannung des Relais 24 (z. B. 0,1 Volt) bezeichnet. Wenn der Potentialunterschied U zwischen den Schienen höher ist als -j- u und niedriger als — u oder einen Wert zwischen —u und -f u annimmt, so befindet sich der Anker 25 entweder am Kontakt 28 oder 27 oder zwischen den beiden.

Wenn bei der Bewegung des Fahrzeugs die Bürsten 22, 22' in einen isolierten Gleisabschnitt eintreten und dort z. B. eine Spannung U größer als -f- u finden, so wird das Relais 24 erregt, schaltet den Motor 34 ein, und der Kontaktfinger 29 bewegt sich in einem solchen Sinn, daß die Batterie 10 in die Schienen 1, 2 über die Bürsten 23 und 23' einen fortschreitend wachsenden Strom schickt, welcher Iden Spannungsunterschied vermindert. Fällt die Spannung unter den Wert von + u, so geht das Hilfsrelais wieder in seine mittlere Stellung zwischen den Kontakten 27 und 28 zurück. Der Motor 34 wird stillgesetzt und ebenso der Kontaktfinger 29. In diesem Augenblick hat das Gleisrelais· 5 angesprochen.

Wenn durch Zufall der Kontaktfinger 29 zu weit gegangen sein sollte, so kann der Potentialunterschied U sein Vorzeichen gewechselt und die Spannung —u überschritten haben. Das Relais 24 würde den Motor 34 umgepolt haben und den Kontaktfinger 29 auf den gewünschten Kontaktknopf zurückführen. Wenn die Bürsten jetzt aus dem betrachteten Gleisabschnitt sich herausbewegen, bevor sie in einen anderen Gleisabschnitt eintreten, liefert die Batterie 10 allein Strom in die Schienen, und die Spannung zwischen den Schienen nimmt plötzlich den Wert — U an. Das Relais 24 spricht an, jedoch im umgekehrten Sinn, und der Motor 34 bringt den Kontaktfinger 29 auf den mittleren Knopf 33. In diesem Augenblick ist die Spannung zwischen den Schienen Null, und der Motor 34 schaltet sich ab.

Wenn man durch Zufall beim Verlassen des Blockabschnittes auf eine Strecke trifft, welche vollständig kurzgeschlossen ist (z. B. durch eine metallische Verbindung), so ist es möglich, daß der Kontaktfinger 29 nicht auf den isolierten Knopf 33 zurückgeht. Er wird dann weiterhin den Strom in die Schienen leiten, den er vorher hineingesehickt hatte. Aber die hiervon abhängige Spannung ist so schwach, daß er sich nicht wieder in Bewegung setzen kann, und auf dem nächstfolgenden Abschnitt mit unvollkommenem Kurz-Schluß kehrt der Koritaktfinger 29 auf den Ruheknopf 33 zurück.

Wenn die Bürsten auf eine Strecke gelangen, deren Spannung U kleiner als —u ist, so legt sich das Relais 24; an den Kontakt 27. Der Motor 34 und der Kontaktfinger 29 setzen sich in Bewegung, in der Weise, daß die Batterie 10 in die Schienen einen fortgesetzt wachsenden Strom schickt, welcher den Spannungsunterschied U auf einen Wert heruntersetzt, welcher zwischen —u und + u liegt, so daß das Gleisrelais S anzusprechen vermag.

In den Abb. 6 und 7 sind B₁ und B₁ die Bürsten, welche an das Fühlerrelais angeschlossen sind. B₂ und B₂' sind die mit der Stromquelle in Verbindung stehenden Bürsten. Die Widerstände R₁, R₂, R₃, R₁ sind Schutzwiderstände, welche auch weggelassen oder auf andere Weise angeordnet werden können.

In Abb. 6 ist L die Selbstinduktion, und in der Abb. 7 ist C die Kapazität, welche dazu dienen, den Strom fortgesetzt anwachsen zu lassen.

Die Arbeitsweise ist die folgende:

Das Hilfsrelais möge plötzlich an einen Kontaktknopf angeschlossen werden, dann wird die Batterie in einem bestimmten Sinn angeschlossen und schickt in die Strecke einen fortschreitend wachsenden Strom, der einem Grenzwert zustrebt. Der Spannungsunterschied zwischen den Schienen (welcher abhängt von dem Strom und auch von der Gegenwart der Batterien auf der Strecke, der Widerstände und der Verbindungsrelais, welche hier vorhanden sein mögen oder nicht) ändert sich fortschreitend. Wenn die Verbindung vollständig hergestellt ist, erreicht der Spannungsunterschied den Abfallwert -f- ε des Hilfsrelais. Dieses kehrt sich um, und die Batterie wird im entgegengesetzten ίσο Sinn angeschlossen.

Wenn man eine Selbstinduktion oder eine Kapazität benutzt, wird in beiden Fällen der hineingeschickte Strom fortschreitend geringer, wird Null, ändert seine Richtung und wächst von neuem wieder an, ebenso der Spannungsunterschied zwischen den Schienen. Aber wenn er den Wert —ε erreicht, spricht das Relais ein zweites Mal an, und alles wiederholt sich.

Die Aussendung eines Stromes im einen oder anderen Sinne vollzieht sich demnach in der Weise, daß der Spannungsunterschied zwischen den Schienen fortwährend zwischen -f-e und —ε hin und her pendelt, wobei ε "5 der Ansprechwert des Hilfsrelais sei. Das Hauptrelais wird durch den gleichen Spannungsunterschied gesteuert, aber da es weniger empfindlich ist als das Hilfsrelais, fällt es ab und betätigt die Signale.

Wohlbemerkt vollzieht sich dieser Vorgang ebenso, wenn keine Hauptbatterie und

kein Hauptrelais vorgesehen" sind. Das Hilf srelais spricht dauernd an, der Spannungsunterschied wechselt fortwährend zwischen +ε und — ε. Lediglich der Strom ist symmetrisch, weil keine Hauptbatterie da ist, während er unsymmetrisch ist, wenn diese vorhanden ist.

Die Schaltung nach Abb. 7 kann noch in der aus der Abb. 7 a ersichtlichen Weise abgeändert werden, indem der Kondensator C durch zwei Kondensatoren C₁, C₂ ersetzt wird, welche parallel zu den Kontakten und Widerständen R₃, i?₄ gelegt sind. In diesem Fall kann man polarisierte Kondensatoren verwenden, welche einen Unterbrechungsfunken sehr leicht auslöschen. Im übrigen stimmt die Schaltung nach Abb. 7 a völlig mit derjenigen nach Abb. 7 überein.

In Abb. 8 sind B₁ und B₁ wieder die Bürao sten, welche mit dem Fühlerrelais verbunden sind, und B₂ und B₂' "die an die Stromquelle angeschlossenen Bürsten. Es sind lediglich noch Schutzwiderstände vorhanden. Die Arbeitsweise ist dann verschieden. Da keine Selbstinduktion und keine Kapazität auftreten (außer der Selbstinduktion der Relais), nimmt der Strom augenblicklich seinen Höchstwert an, und die selbsttätige Regelung durch die Stromstärke ist nicht mehr möglich. Der Versuch zeigt indessen, daß diese Anordnung sehr wirksam ist. Man kann annehmen, daß die Regelung sich durch die Kontaktdauer der Relais auf den Kontaktknöpfen vollzieht.

Die Abb. α stellt eine abgeänderte Ausführungsform dar, bei welcher man anstatt eines Ansprechrelais zwei Relais benutzt, welche auf entgegengesetzte Stromrichtungen ansprechen, wobei diese beiden Relais mit einer Selbstinduktionseinrichtung verbunden sind. In dieser Abbildung sind P₁ und P₂ die Anker der Hilfsrelais. Statt einer Selbstinduktion könnte diese Ausführungsform auch eine Kapazität benutzen oder auf beide verzichten. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht noch darin, ein Relais zu benutzen, welches ein stabiles Gleichgewicht zwischen den beiden Kontakten besitzt, was genau der Anordnung mit zwei Relais entsprechen würde.

Die Wirkungsweise eier Einrichtungen nach Abb. 5 bis 9 besteht zusammenfassend nicht darin, dem Erregerstrom der Gleisrelais einen Wechselstrom gleicher Amplitude, gleicher Frequenz und entgegengesetzter Phase zu überlagern; sie besteht vielmehr darin, jede der Halbperioden des erregenden Stromes wie einen langsam veränderlichen Gleichstrom zu betrachten. Jedesmal, wenn das Potential zwischen den Schienen, welches sich aus der Überlagerung des GleichStromes und des Hilfsstromes ergibt, eine genügende Zeit gedauert hat, so daß das Integral [Udt einen gewissen Wert erreicht hat, fällt das Hilfsrelais ab und schaltet eine Spannungsquelle von entgegengesetztem Sinne an die Gleise. Die resultierende Spannung versucht sich umzukehren, kehrt sich vollständig um, und sobald das Integral [U dt einen Wert angenommen hat, der gleich und entgegengesetzt dem vorhergehenden ist, fällt das Hilfsrelais von neuem ab, derart, daß am Schluß der erregende Wechselstrom von 50 Perioden z. B. ersetzt ist durch einen resultierenden Wechselstrom, welcher z. B. 500 Wechsel in der Sekunde enthält, dessen Wechsel jedoch weder in ihrer Dauer noch in der Amplitude gleich noch sogar symmetrisch in der Amplitude sind, sondern lediglich diesem Gesetz gehorchen, daß das Integral [U dt Halbperiode für Halbperiode gleichen und entgegengesetzten Wert annimmt.

Die Gleisrelais, welche nicht in der Lage sind, bei 500 Perioden in der Sekunde anzusprechen, wohl aber bei 50 Perioden in der Sekunde, empfangen somit das Äquivalent eines 50-Perioden-Stromes, dessen jede Halbwelle den Flächeninhalt Null hat, und sie fallen daher genau so wie bei einem vollständigen Kurzschluß ab.

Schließlich seien die Ergebnisse nach den erfindungsgemäßen Vorrichtungen an Hand von oszillographischen Aufnahmen erläutert, die mittels eines Siemens-Oszillographen aufgenommen wurden. Die Halbwellenflächen sind schraffiert worden, um zu zeigen, daß die Flächen gleich groß sind.

Das Oszillogramm (Abb. 10) betrifft den einfachsten Fall, bei welchem der Gleisstromkreis mit einem Gleichstrom gespeist wird und nur Widerstände enthält, indem ein Widerstand das Nebenrelais ersetzt. Das benutzte Hilfsrelais ist ein sogenanntes »Creed-Relais«. Man sieht, daß dieses Relais bei Gleichstrom in diesem Widerstand einen Wechselstrom, der nicht sinusförmig ist, ersetzt, bei welchem die Halbwellen weder dieselbe Dauer noch dieselbe Amplitude aufweisen, dabei aber im großen und ganzen no dieselbe Integralfläche fidt haben, derart, daß der mittlere Strom gleich Null ist. Dieser Strom hat eine Frequenz von der Größenordnung 250 Perioden/Sekunde.

Das Oszillogramm nach Abb. 11 betrifft den verwickeiteren Fall, bei welchem der Gleisstrom mit einem Wechselstrom gespeist wird und ein wirkliches Relais enthält. ZJ₁₁₀ stellt die Spannung des Sektors und U_s die Spannung zwischen den Schienen vor dem Ausgleich dar, wobei diese in bezug auf die

vorangehende um 50⁰ in der Phase voreilt. Man sieht, daß das Hilfsrelais sich dem Wechselstrom von 50 Perioden/Sekunde gegenüber so benimmt wie einem sich langsam ändernden Strom gegenüber, vernichtet diesen Strom halbwellenweise und ersetzt ihn durch einen Wechselstrom, der selbst nicht mehr periodisch ist, durch einen nicht periodischen Wechselstrom von sehr hoher mittlerer Frequenz (etwa 250 Perioden/Sekunde). Die Vernichtung ist hier also viel vollständiger wie bei Gleichstrom.

Claims (13)

Patentansprüche: 15

1. Einrichtung zum Ausschalten von Gleisrelais bei Eisenbahnsignalanlagen bei der Durchfahrt von leichten Fahrzeugen oder solchen mit Gummibereifung, dadurch gekennzeichnet, daß man von dem Fahrzeug in die Gleise einen Strom schickt, welcher den Normalspeisestrom der Gleisrelais neutralisiert und welcher bewirkt, daß die Spannung zwischen den Schienen unter den zum Abfallen der Gleisrelais erforderlichen Wert heruntergesetzt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gleich- oder Wechselstromquelle auf dem Fahrzeug, welche unter Zwischenschaltung eines Widerstandes oder einer Selbstinduktion an Bürsten angeschlossen ist, welche auf den Schienen schleifen und über die letzteren einen dem Normalspeisestrom der Gleisrelais entgegengesetzten Strom in die Schienen schicken.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Stromquelle, der Widerstand und die Selbstinduktion auf dem Fahrzeug genügend hohe Werte erhalten, derart, daß die Kontaktwiderstände der Bürsten vernachlässigbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der Speisespannung der Gleisrelais zu dem in Reihe mit der Speisestromquelle liegenden Widerstand für alle Gleisabschnitte konstant hält und daß man das Verhältnis der Spannung der Stromquelle auf dem Fahrzeug zu dem Widerstand auf dem Fahrzeug gleich dieser Konstanten macht.

S- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der Spannung der Stromquelle auf dem Fahrzeug zu dem Widerstandswert auf dem gleichen Fahrzeug höher macht als das größte vorkommende Verhältnis der Speisespannung der Gleisrelais zu dem in Reihe geschalteten Widerstand und daß man gleichzeitig die Gleisrelais mit Hilfe eines Ventils (12) für die eine Stromrichtung sperrt '65 (Abb. 2),

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug zwischen den beiden Schleifbürsten ein Umkehrrelais (13) und ein umlaufender Stromwender (16) liegen, welche derart an die Bürsten und an die Stromquelle sowie an den Widerstand angeschlossen sind, daß die Richtung des Stromes, welcher den Normalspeisestrom der Relais in den Schienen neutralisieren soll, sich selbsttätig entsprechend der Polarität der genannten Schienen umkehrt.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schleif bürsten ein Widerstand und eine Wechselstromquelle von solcher Spannung, und Periode angeschlossen sind, daß in der Zeit, wo die Wechselstromspannung der Spannung der Gleisbatterie entgegenwirkt, das Relais abfällt und Mittel vorgesehen sind, das Gleisrelais am Wiederanziehen zu verhindern, wenn die Spannungen gleichgerichtet werden,

8. Anordnung nach Anspruch 1, da-,durch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug zwischen einem ersten Paar vonJ3ürsten (22, 22') ein Hilfsrelais (24) eingeschaltet ist und daß zwischen einem zweiten Paar von Bürsten (23, 23') eine Stromquelle und ein veränderlicher Widerstand (32) eingeschaltet sind, welche mit einer Einrichtung in Verbindung stehen, durch die, entsprechend der Polarität der Schienen, der Anker des Hilfsrelais den einen oder anderen von zwei Stromkreisen schließt, durch welchen einerseits das bewegliche Organ (29) durch einen vorzugsweise von der vorhandenen Stromquelle gespeisten Elektromotor (34) in Bewegung gesetzt wird und andererseits aus dieser Stromquelle ein Strom in die Schienen geschickt wird, welcher fortschreitend anwächst und welcher selbsttätig aufhört anzuwachsen, xio wenn er den gewünschten Wert erreicht hat, bei welchem die Gleisrelais ansprechen, und daß das bewegliche Organ (29) beim Austritt aus jedem Blockabschnitt selbsttätig auf Null und das Hilfsrelais in die Ruhestellung zurückgehen (Abb. 5).

9. Anordnung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwender durch ein Paar Hilfsbürsten ersetzt ist, welche mit dem Hilfsrelais verbunden sind, während ein anderes Paar Bürsten unter Zwischenschaltung des

gleichen Relais mit der Stromquelle verbunden ist, derart, daß das Hilfsrelais durch den wirklichen Spannungsunterschied zwischen den Schienen gespeist wird.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit den anderen Organen zusammenwirkt, um die Höhe des Hilfsstromes oder die Dauer desselben zu verändern und einen im Mittelwert Null betragenden Spannungsunterschied zwischen den Schienen zu erhalten.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsrelais, welches als Kontaktwippe ausgebildet ist, die Stromquelle entweder im einen oder anderen Sinne, entsprechend der Polarität der Schiene, an zwei Gruppen von Bürsten anschließt, und daß eine Selbstinduktion oder eine Kapazität parallel geschaltet sind, um einen fortschreitend anwachsenden Strom in die Schienen zu schicken.

12. Anordnung nach Anspruch 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswippe durch zwei Relais mit Abfallstellungen ersetzt wird, welche auf entgegengesetzte Ströme ansprechen.

13. Anordnung nach Anspruch 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Relais mit einer stabilen Gleichgewichtsstellung zwischen den beiden Grenzlagen benutzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen