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Anordnung zur Steuerung von an isolierten Schienen angeschlossenen
Relais, im besonderen zur Auflösung von Fahrstraßen Bei den Signaleinrichtungen,
die mit Hilfe einer isolierten Schienenstrecke arbeiten, ist unter bestimmten Voraussetzungen
zu befürchten, daß beim Befahren der isolierten Schiene der durch die Achsen bewirkte
Nebenschluß zum Gleisrelais, das hierdurch zum Abfallen gebracht werden soll, nicht
ausreicht. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn der 13ettungswiderstand infolge zeitbedingter
Umstände großen Schwankungen unterworfen ist und der Achsübergangswiderstand zu
groß ausfällt. Dann muß nämlich die Spannung für das Relais bei unbesetztem Isolierai)schnitt
mit niedrigem Bettungswiderstand auf den zum Anzug notwendigen Betriebswert eingeregelt
werden, während sie bei der Besetzung des Isolierabschnitts durch zu hohen Bettungswiderstand
und zu großen Achsübergangswiderstand unter Umständen überhaupt nicht oder nur zeitweise
unter die Grenzspannung für sicheren Abfall des Relais absinkt oder nach dem Ankerabfall
so weit wieder ansteigt, daß das Gleisrelais vorzeitig anzieht. Die Folge davon
ist, daß die Fahrstraßenauflösung zur Unzeit erfolgen kann.
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Diesem Übelstand kann man bis zu einem gewissen Grad dadurch entgegenwirken,
daß man beim Befahren der isolierten Schiene mit Hilfe eines Schienenstromschließers
ein Hilfsrelais betätigt, das den zwischen Stromquelle un;d Gleisrelais eingeschalteten
Puffer- oder Dämpfwiderstand um so viel vergrößert, daß die Spannung des Gleisrelais
bis nahezu auf die Grenzspannung absinkt. Dabei wird dann das Gleisrelais bereits
durch Achsen mit größeren Übergangswiderständen zum Abfallen gebracht, also die
Sicherheit der Arbeitsweise der Magnetschaltergruppe erhöht. Diese Maßnahme hat
ihre Grenzen; denn es ist unter allen Umständen zu vermeiden, daß die Spannung zwischen
den Schienen bei dem kleinsten beobachteten Bettungswiderstand, der in der isolierten
Schienenstrecke praktisch
vorkommen kann, unter die Grenzanzugsspannung
.des Gleisrelais absinkt und dadurch das Relais bereits ohne Achskurzschluß zum
Abfallen kommt.
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Im folgenden ist als Gegenstand der Erfindung beispielsweise eine
Zusatzeinrichtung beschrieben, durch die eine Verbesserung der Wirkungsweise der
bekannten Magnetschaltergruppe in bezug auf ihre Betriebssicherheit erreicht wind.
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Hierbei wird die bekannte Erscheinung ausgenutzt, daß bei Gleichstromrelais
die Grenzanzugsspannung keinen konstanten Wert besitzt. Lädt man nämlich die Relaisspannung
vom Wert 0 aus ansteigen, so findet man für die Grenzanzugsspannung einen größeren
Wert 3 (Fig. i), als wenn man von der größten Abfallspannung 5 ausgeht, bei welcher
das Relais seine Anker gerade fallen lädt (Grenzabfallspannung). DiezweiteGrenzanzugsspannung4
liegt bekanntlich wesentlich niedriger als der erste Wert 3.
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Diese Verhältnisse sind in Fig. i dargestellt. Im Zeitpunkt t, nimmt
die Spannung beim Einschalten den Wert 3 an. Für die größte Abfallspannung findet
man dann z. B. zur Zeit t2 den Wert 5, der bei einem Relais mit dem Abfallfaktor
von o,6 um etwa 40 °/o unter dem Wert 3 liegt. Lädt man dann den Relaisstrom zur
Zeit t3 wieder ansteigen, so findet man als kleinste Anzugsspannung den Wert 4,
der erheblich unter dem Wert 3 liegt.
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Dieser Fall liegt nun gerade beim Gleisrelais vor, wenn die zugehörige
Schiene mit Achsen besetzt wird. Der Vorgang beim Befahren der isolierten Schiene
ist in Fig.2 dargestellt. Hierbei bedeutet i die größte Betriebsspannung es Relais
bei unbesetzter isolierter Schiene, 2 die reduzierte Spannung des Relais bei besetztem
Isolierabschnitt durch Achsen mit zu hohem Übergangswiderstand, 3 die Grenzanzugsspannung
des Relais beim Ansteigen der Spannung an der Relaiswicklung von 0 aufwärts; 4 die
Grenzanzugsspannung des Relais beim Ansteigen der Spannung vom Wert der Grenzabfallspannung
an aufwärts-, 5 die größte Grenzabfallspannung.
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Der Betrachtung ist absichtlich ein sehr schlechter - Achsübergangswnderstand
zu Grunde gelegt (Fig.2), um die Wirkungsweise der Einrichtung besser zu verdeutlichen.
Sobald die erste schlecht leitende Achse zu der Zeit ti die isolierte Schiene befährt,
sinkt die Relaisspannung auf einen Wert, der z. B. zwischen 2 und 3 liegen kann.
Beim Befahren des Schienenkontaktes zur Zeit t2 muß die Relaisspannung dann jedoch
unter den Wert 5 sinken, wenn der Relaisanker abfallen soll. Dies geschieht z: B.
durch die Aufhebung des Kurzschlusses zum Widerstand 8 (Fig. 4) beim öffnen des
Kontaktes 2 des Schienenkontaktrelais i. Mit der Zunahme der die Schiene besetzenden
Anzahl der Achsen sinkt dann im allgemeinen die Schienenspannung noch weiter ab,
weil mehrere Achsen parallel geschaltet einen geringeren gesamten Übergangswiderstand
ergeben. `Die Spannung nimmt dann wieder zu, wenn die letzten Achsen noch auf der
Schiene verbleiben. Hierbei kann unter Umständen der gefährliche Zustand eintreten,
daß der zu höhe Ach-übergangswiderstan:d ein Anwachsen der Spannung über den Anzugswert
4 hinaus zulädt, bevor die isolierte Schiene zu der- Zeit t:; von der letzten Achse
geräumt ist. Dies geschieht z. B. zum Zeitpunkt t4, wobei das Gleisrelais 5 bereits
zum Anzug kommt und. dadurch die F ahrstraßenauflösung vorzeitig herbeigeführt oder
ermöglicht wird.
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Gemäß der Erfindung wird das Gleisrelais 5 durch den ohnehin schon
N orhandenen Schienenstromschließer io bzw. durch einen Kontakt 3 des vom Schienenstromschließer
gesteuerten Relais i bei jeder Achse kurzgeschlossen und dadurch seine Spannung
nahezu bis auf 0 gesenkt. Auf diese Weise wird die Grenzanzugsspannung für das Relais
vom Wert 4 auf den Wert 3 heraufgesetzt, der einen entsprechend größeren Achsübergangswiderstand
zulädt.
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Fig. 3 zeigt den Spannungsverlauf bei der Einrichtung gemäß der Erfindung.
Aus dem Diagramm ist zu ersehen, daß hierbei der Wert 3 noch nicht erreicht wird.
Der Beginn der Stromlosmachung des Relais durch Kurzschluß mittels des Schienenkontaktes
erfolgt dann zur Zeit t2. Wenn die erste Achse den Schienenkontakt wieder verlädt
und der Kurzschluß des Gleisrelais wieder beseitigt wird, steigt die Relaisspannung
wieder auf den Wert, den im Fall der Fig. 2 die schlecht leitende Achse herbeiführt.
Dieser Vorgang wiederholt sich dann bei jeder Achse und endet zur Zeit t2" sobald,
der Schienenkontakt nicht mehr befahren wird. Dann fällt das Relais i wieder ab,
sein Kontakt 2 schließt den Widerstand 8 wieder kurz, und die Spannung des Gleisrelais
ist nur mehr vom Achskurzschluß abhängig. Auf diese Weise wird die Sicherheit gegen
vorzeitigen Anzug des Gleisrelais wesentlich erhöht; denn der Achsübergangswiderstand
könnte noch größer zugelassen werden, bis die Relaisspannung den Grenzwert 3 erreicht.
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In der bekannten Schaltung der Magnetschaltergruppe war der durch
den Kontakte des Schienenr stromschließerrelais i kurzgeschlossene Widerstand 8
unmittelbar vor dem Dämpfwiderstand 7 in der Zuleitung zur isolierten Schiene angeordnet
und führte beim Befahren des Schienenstromschließers die Spannungssenkung zwischen
den Schienen und dadurch die obenerwähnte höhere Abfallsicherheit herbei. Gemäß
der Erfindung kann die Wirkung dieses Widerstandes dadurch noch verbessert werden,
daß er, wie in Fig. 4 dargestellt, unmittelbar vor dem Gleisrelais 5_ angeordnet
und entsprechend bemessen wird, so daß die Spannung zwischen den Schienen während
der Betätigung des Schienenstromschließers höher bleibt und infolgedessen die bekannte
Widerstandsschicht auf der Schienenoberfläche, die zur Erhöhung des Achsübergangswiderstandes
beiträgt, leichter durchschlagen wird. Dann ist auch die Wahrscheinlichkeit größer,
daß der Kurzschlußstrom über die letzte Achse nach dem Verlassen des Widerstandes
8 zur Zeit t2 die Relaisspannung nicht über den Grenzanzugswert 3 ansteigen lädt.
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Im Schaltbild der Fig. 4 dient der Kontakt 2o
lediglich
als Sparkontakt; er kann z. B. durch einen hahrstraßenhebel geschlossen werden.
Hierbei wird der Kurzschluß des Gleisrelais 5 durch einen Kontakt 3 des Schienenkontaktrelais
i bewirkt. Diese Anordnung liat noch den Vorteil, daß im Fall der Verwendung von
Schieneiistromschließern mit kurzzeitigen Kontaktbetätigungen das Relais i eine
Abfallverzögerung, z. B. mittels eines Kondensators .4, erhalten kann, wodurch das
Relais während der ganzen Zugfahrt über die isolierte Schiene J i angezogen und
somit der Kurzschluß des Gleisrelais ebenso lange aufrechterhalten bleibt. Bei Verwendung
von Schienenstromschließern mit eigener Kontaktverzögerung läßt sich die Schaltung
aber auch so abändern, -daß das Gleisrelais 5 durch den Schienenstromschließer io
unmittelbar kurzgeschlossen wird.
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Es kann weiterhin von Vorteil sein, dafür zu sorgen, daß das Wiederanziehen
des Gleisrelais bei etwaigem kurzzeitigen Anstieg der Spannung über den Wert 3 nicht
sofort erfolgt, sondern erst nach einigen Sekunden. Dies läßt sich dadurch erreichen,
daß man der Relaiswicklung einen .Kondensator 6 gegebenenfalls in Verbindung mit
einem zusätzlichen Widerstand parallel schaltet, wobei dieser :Kondensator bei jedem
Spannungsanstieg, bei dem das Relais seinen Anker anzieht, erst wieder geladen werden
muß.
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Die Erfindung kann auch nur mit isolierten Schienen durchgeführt werden.
Hierbei wird dann statt über einen Schienenkontakt der Stromschluß von einer Isolierschiene
zu einer Parallelschiene über die Achsen hergestellt. In dieser Weise ist die Erfindung
dann unter Umständen auch anwendbar für clen selbsttätigen Block.