DE834574C - Schienenimpulsgeber - Google Patents

Schienenimpulsgeber

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DE834574C
DE834574C DEV513A DEV0000513A DE834574C DE 834574 C DE834574 C DE 834574C DE V513 A DEV513 A DE V513A DE V0000513 A DEV0000513 A DE V0000513A DE 834574 C DE834574 C DE 834574C
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DE
Germany
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rail
pulse generator
armature
air gap
magnetic
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Expired
Application number
DEV513A
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English (en)
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DE1637159U (de
Inventor
Dipl-Ing Siegfried Baumgart
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens and Halske AG, Siemens AG filed Critical Siemens and Halske AG
Priority to DEV513A priority Critical patent/DE834574C/de
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/02Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B61L1/06Electric devices associated with track, e.g. rail contacts actuated by deformation of rail; actuated by vibration in rail

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

  • Schienenimpulsgeber Um das Überfahren einer Gleisstelle durch einen Zug 'kenntlich zu machen, wurde vorgeschlagen, unter der betreffenden Schiene ein Telefon so zu befestigen, d'aß- die Schienenschwingungen hierin Induktionsströme erzeugen, die einem in der Station angebrachten Empfänger zugeleitet und durch diesen hörbar gemacht werden. Hierbei war das Gebertelefon so am Oberbau befestigt, daß seine Magnetpole bis auf einen kleinen Abstand an den Schienenfuß heranreichten. Am Schienenfuß war der Weicheisenaniker des Telefons befestigt, der mit seiner Unterseite den Luftspalt im magnetischen Kreis des Telefons verkleinerte, wenn die Schiene beim Befahren durchgebogen wurde. Die Energie, die dieser Einrichtung entnommen, werden konnte, war zu gering, um damit ein Relais betätigen zu können, wie es zur Aus-Lösung von Schalthandlungen im Eisenbahnsieherungswesen notwendig wäre.
  • Um die Betätigung von Relais durch Schienenimpulsgeber zu ermöglichen, bei denen die Schienendurchbiegung Luftspaltänderungen in einem magnetischen System mit permanentem Magneten und Impulsspule hervorruft, hat man vorgeschlagen, das Verhältnis vom inneren magnetischen Widerstand des permanenten Magneten zum äußeren magnetischen Widerstand relativ klein, z. B. kleiner als 2o, zu machen. Obwohl dieser Dimensionierungsvorschlag von grundsätzlicher Bedeutung für alle permanentmagnetischen Schienenimpulsgeber ist, sind im Zusammenhang damit doch nur Anordnungen zustande gekommen; bei denen. der Anker den Luftspalt des magnetischen Systems ebenfalls verkleinert, wenn die Schiene durch das darüberrollende Rad durchgebogen wird.
  • Eine solche Anordnung ist aus folgenden Gründen ungünstig: Die Räder, auf welche der Schienenimpulsgeber ansprechen soll, üben je nach Gewicht und Bauart der Fahrzeuge verschieden große Kräfte auf die Schiene aus und biegen daher auch die Schiene verschieden stark durch. Das Verhältnis der in der Praxis vorkommenden größten zur kleinsten Durchbiegung ist etwa gleich i : io. Die Schienenimpulsgeber der bisher verwendeten Bauarten müssen daher so eingerichtet sein, daß sie einerseits bei der 'kleinsten Durchbiegung noch eine zur Betätigung des Empfangsrelais ausreichende Energie erzeugen und daß andererseits bei einer etwa iomal größeren Durchbiegung der Luftspalt noch einen endlichen Wert behält, da sonst der Impulsgeber durch das Aufschlagen des Ankers auf den Spulenkern das Gehäuse oder einen dazu gehörigen Polschuh beschädigen könnte. Der Luftspalt und damit auch der magnetische Widerstand des Luftspaltes ändern sich also bei der kleinsten Durchbiegumg nur um beispielsweise ioo/o. Da der Luftspalt aber nur einen Teil des magnetischen Gesamtwiderstandes darstellt, der im wesentlichen den magnetischen Fluß in .der Spule des Impulsgebers bestimmt, bleibt die Flußänderung bei der kleinsten Durchbiegung unter Umständen nicht unbeträchtlich kleiner als ioo/o. Eine Flußänderung von bestimmter absoluter Größe ist aber bei gegebener Größe der Impulsspule zum Ansprechen des Empfangsrelais notwendig, und der im Impulsgeber vorhandene Gesamtfluß muß demnach wesentlich größer als das Zehnfache der gegebenen Flußänderung sein. Zur Führung dieses Gesamtflusses sind aber verhältnismäßig große Eisenquerschnitte erforderlich, die wiederum große äußere Abmessungen des Impulsgebers ergeben.
  • Erfindungsgemäß können die Schienenimpulsgeber wesentlich verbessert werden, wenn man den Anker so anordnet, daß sich der Luftspalt in dem magnetischen System vergrößert, wenn die Schiene durch das dariiberrollende Rad durchgebogen wird. Die durch Fahrzeuge hervorgerufene Schierienc(urclibiegung kann dann den Impulsgeber nicht Beschädigen. Es bietet sich daher bei der Einrichtung gemäß der Erfindung die Möglichkeit, den Luftspalt im unbeeinflußten Impulsgeber wesentlich kleiner zu wählen als bei den bekannten Einrichtungen. Der kleinere Anfangsluftspalt bedingt eine größere prozentuale Flußänderung bei der kleinsten Schienendurchbiegung, so daß der im magnetischen System vorhandene Gesamtfluß kleiner gewählt werden kann als bei den anderen Anordnungen. Daher ergeben sich auch kleinere Eisenquerschnitte zur Führung dieses Flusses, und es kann ferner, da infolge der Luftspaltverkleinerung der äußere magnetische Widerstand geringer geworden ist, bei permanent erregten Impulsgebern die Stahllänge, bei elektrisch erregten die Erregerspule oder die Erregerleistung verklein:rt werden. Aus dem oben Gesagten ergibt sich mithin, daß die Abmessungen des Impulsgebers gemäß der Erfindung bei gleicher Empfindlichkeit des Empfangsrelais wesentlich kleiner sein können als bei den bekannten Anordnungen.
  • Mit der Erfindung ist noch ein weiterer Vorteil verbunden:Die auf denAnkerwirkendemagnetische Kraft ist bei ,der Einrichtung gemäß der Erfindung so gerichtet, daß sie das Übertragungsglied, das die Schienenbewegung auf den Anker vermittelt, an die Schiene andrückt. Zur Erzeugung d-iesi's Anpressungsdruckes sind hei clen bekannten Einric@rtungen besondere Konstruktionselemente (z. B. -l@.-mbrane@n) erforderlich. Bei der Einrichtung g üina - ß der Erfindung können diese Elemente schwächer gewählt oder ganz fortgelassen werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Größenverhältnisse in der Zeichnung entsprechen nicht einer zweckniäßigen Ausführungsform des Gerätes, sondern sind mit Rücksicht auf eine klare Darstellung gewählt. Konstruktionsteile, .die für die Erfindung unwesentlich sind, wurden in der Zeichnung nicht dargestellt. Auf den lieicieii Holzsc'li-#x-ellen i liegt die Fahrschiene 2. An i'lir-ein Fuß sind die beiden Tragarme 3 befestigt, zwischen denen sich das zylindrische Gehäuse I des lnipuLsgebers befindet. Das Gehäuse kann z-,N-ec'kmiißigerwei.se aus nicht niagnetiscli,em Werkstoff, z. B. aus einer Aluminium-Siliciumlegierung bestehen. Im Innern des Gehäuses ist das Magnetjoch 5 aus Weicheisen angebracht, das die Forin eines umgestülpten Topfes 'hat. An der Unterseite des Bodens dieses Topfes befindet sich der permanente -Magnet i i. An ihn ist ein Pol,sc'huh io anwetzt, der den Spulenkern 9 mit der Spule l4 trägt. Spulenl;ern und' Polschuh sind ebenfalls aus Weicheisen. Auf der Unterseite des Gerätes befindet sich der Anker 7, ebenfalls aus Weicheisen, der an einer Stange 12 befestigt ist. Die Stange liegt in einer durch das Magnetsvstem hindurchgehenden Bohrung und berührt die Unterseite des Fußes der Fahrschiene,. Damit die Stange 12 keinen magnetischen \ebensehluß zu dem permanenten Magneten i i und zu dem zwischen Spulenkern und Anker befindlichen Luftspalt 8 bildet, ist es z«-ecl;iniißig, sie aus nicht magnetischem Werkstoff herzustellen.
  • Der in axialer Richtung magnetisierte permanente Magnet i i sendet einen magnetischen Fluß in axialer Richtung durch den Polschuh io, den Spulenkern 9 und,den Luftspalt 8 zwischen Spulenkern und Anker. Der Fluß durchsetzt ,dann den Anker 7 in radialer Richtung, tritt durch den Luftspalt 6 in das Joch über und gelangt durch das Joch zum permanenten Magneten zurück. Durch di,° in cl,:n Luftspalten 6 und 8 herrschende Induktion wird der Anker nach oben gedrückt, so daß,der Stößelkopf 13 fest am Fuß der Fahrschiene anliegt. Dieser Anpressungidruck kann durch ein zur axialen Führung des Ankers notwendiges Element, z. B. eine 1Rlembran, verstärkt werden.
  • Rollt nun eine Achse über die Schiene 2 'hinweg, so wir' diese nach unten durchgebogen. wobei der Stößelkopf 13, die Stange 12 und- der Anker 7 relativ zu den übrigen Teilen des ImpuI'sgebers nach unten verschoben werden. Hierd'urc'h vergrößern sich die Luftspalte 6 und 8, so daß eine Schwächung des magnetischen Flusses in der Spule 14 eintritt. Durch diese Flußänderung wird. in der Spule eine Spannung induziert, durch die man z. B',. ein 'im Stellwerk befindliches Relais zum Ansprechen bringen kann. Eine Verkleinerung der Luftspalte 6 und 8 ist nur möglich, wenn, sich,die Schiene 2 -aUfwölbt oder sich der Stößelkopf 13 in d len, Schienenfuß einarbeitet. Diese Veränderungen sind aber weseutl'ich geringer als die Durchbiegung der Schienen bei darüber rollenden Rädern. Außerdem gehen solche Veränderungen so langsam vor sieh, daß man ihnen durch rechtzeitige Nachstellung des Luftspaltes entgegenwirken kann. Die Luftspalte 6 und 8 können daher außerordentlich klein gewählt werden, so daß bereits eine sehr schwache Durchbiegung der Schiehre eine große prozentuale Ändierung des magnetischen Flusses hervorruft.
  • Obwohl es in sehr vielen Fällen zweckmäßig sein wird, die Impulsgeber mit permanenten Magneten auszurüsten, ist die Anwenidung des Erfindungsgedankens doch nicht auf permanentmagnetische Erregung beschränkt, sondern in gleicher Weise möglich, wenn der Magnetfluß durch Stromerregung erzeugt wird. Auch ist die Erfindung nicht an die in dem Beispiel .der Zeichnung gezeichnete konstruktive Anordnung gebunden, sondern es sind' auch andere Zwischenglieder zwischen Anker und Schiene .denkbar. Obwohl die Durchmesservergrößerung des Spulenkernes, die durch die zentrische Anordnung der Stange 12 bedingt ist, im allgemeinen gering sein wird, weil die Querschnitte mit dem Quadrat des Durchmessers zunehmen, kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, den Anker an einem außen um das Magnetjoch 5 'herumgreifenden Konstruktionselement zu befestigen. Ferner ergibt sich z. B,. eine andere Ausführungsform der Erfindung, wenn man das Gerät umdreht, so daß sich der Anker auf seiner Oberseite befindet und die Ankerbewegung durch einen in der Mitte gelagerten Hebel von der Schiene abgeleitet wird. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist rein schernatIsch in Fig. 2 dargestellt. Hierbei wirkt die bei der Durchbiegung der Schiene 2 abwärts bewegte Stange 12 über einen bei 2o ortsfest gelagerten Doppelhebel 21 auf den Anker 7 ein, -der hier oberhalb dies Magnet.sys,tems 22 angeordnet ist, wobei aber durch Vermittlung des Doppelhebelis trotzdem hei Durchbiegung der Schiene eine Vergrößerung des Luftspaltes 8 erreicht wird. Bei -der Anordnung nach Fig. i wie nach Fig. 2 kann man deal Stempel 12 durch eine zusätzliche Feder 15, wie sie in Fig. i angedeutet ist, gegen den Schienenfuß anpressen.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schienenimpulsge'ber, bei dem die durch das darüber rollende Rad hervorgerufene Sc'hienendurdhbiegung zur Erzeugung einer Luftsp;altänderung in einem magnetischen System verwendet wird:, gekennzeichnet durch eine @derartige Anordnung des Ankers, @d@aß sich der Luftspalt in dem magnetischen System vergrößert, wenn die Schiene .durch das darüber rollende Rad durchgebogen wird, um bei gegebener Empfindlichkeit des Empfangsrelais die Abmessungen des Impulsgebers möglichst klein zuhalten.
  2. 2. Sc'hienenimpulsgeber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß der Anker, (7) auf der Unterseite des Gerätes angebracht ist.
  3. 3. Schieneaiimpulisgeber nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker durch ein Zwischenglied, z. B. durch eine Stange (12), die durch eine Bohrung des Magnetsystems hin durchgeht, mit der Schiene verbunden ist.
  4. 4. Schienenimputsgeber nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anker bewegende Stange aus einem unmagnetischen Werkstoff besteht. Schienenimpulsgeber nach Anspruch i, d'ad'urch gekennzeichnet, daß durchVermittlung eines Doppelhebels (21) eine Anordnung des Ankers (7) oberhalb des Magnetsystems ermöglicht wird.
DEV513A 1950-02-07 1950-02-07 Schienenimpulsgeber Expired DE834574C (de)

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