DE874791C - Vorrichtung zur Erzeugung einer impulsmodulierten Wechselspannung, insbesondere fuerEisenbahnsignalanlagen - Google Patents

Description

Innerhalb der Eisenbahnsignaltechnik können die Eisenbahngleise als ein Teil eines Signalstromkreises ausgenutzt werden, welcher mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom gespeist werden kann. Für Übertragung der verschiedenen Signalbegrifre können verschiedene Frequenzen benutzt werden, oder aber es können Impulse nach einem bestimmten Code dem speisenden Signalstrom aufgepreßt werden.

Systeme mit Wechselstromspeisung des Signalstromkreises habem sich vorteilhafter als solche mit Gleichstromspeisung gezeigt, insbesondere in bezug auf die Unempfindlichkeit für Störspannungen verschiedener Arten. Eine geeignete Frequenz für die Signalspannung ist 100 Per./Sek., welche aus der Netzspannung mit 50 Per./Sek. mit einfachem Mitteln erzeugt werden kann und welche bei elektrischen Eisenbahnen, die mit i6²/₃ Per./Sek. arbeiten, mit keiner normal auftretenden, höheren Harmonischen des Bahnstromes zusammenfällt. Auch andere Frequenzen können in Frage kommen, wie beispielsweise 150 Per./Sek.

Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein wechselstromgespeistes System bezieht, werden ein oder mehrere magnetische Verstärker (Transduktoren) für Aufpressung von Impulsen¹ auf die Signalspan^- nung nach einem vorbestimmten Code benutzt. Dabei sind die magnetischen Verstärker derart angeordnet, daß sie die Amplitude der Signalspannung periodisch verändern. Diejenige Frequenz, mit

welcher diese Veränderung stattfindet, kann beispielsweise 75 oder i8o Per./Min. sein. Die Umschaltung zwischen verschiedenen'Impulsf requenzen kann durch Einschaltung· von verschiedenen magnetischen Verstärkern oder durch Veränderung der Arbeitsverhältnisse eines einzigen magnetischen Verstärkers stattfinden. Dabei wird der magnetische Verstärker mit zwei Steuerwicklungen versehen, von denen die eine in Reihe mit rein Ohmschen

ίο Widerständen- und die andere in Reihe mit rein induktiven Widerständen geschaltet ist.

Das System für die Eisenbahnsignalanlage, das den Gegenstand der Erfindung bildet, umfaßt auch einen Empfänger für die Signalspannungen.

ig Fig. ι zeigt einen Sender, der aus der Netzspannung von 50 Per./Sek. eine impulsmodulierte Signalspannung von 100 Per./Sek. erzeugt. Ein dazu gehöriger Empfänger kann nach Fig. 2 ausgeführt . sein. Eine andere Ausführung des Empfängers wird

ao in Fig. 3 gezeigt.

Die Netzspannung von 50 Per./Sek. wird dem Sender bei den Klemmen 1, 2 zugeführt. Mittels eines Umschalters 3 kann der eine oder der andere von zwei Impulserzeugern 4, 5 in den Primärkreis eines Ausgangstransformators 6 eingeschaltet werden. Die Signalfrequenz von 100 Per./Sek. wird in diesem Falle durch Verdoppelung der Netzf requenz in einem VoUwellengleichrichter 7 erzeugt. Sie kann jedoch auch in anderer Weise erzeugt werden. Über ein Filter 8, das für die Signalfrequenz'abgestimmt ist, wird die Spannung den Gleisen zugeführt.

Die beiden Impulserzeuger 4 und 5 sind in der gleichen Weise aufgebaut, weshalb nur der eine von diesen näher beschrieben wird. Er enthält einen magnetischen Verstärker (Transduktor 9) mit zwei Wechselstrom wicklungen 10 und 11, welche je mit einem .Gleichrichter 12 und 13 in Reihe geschaltet sind·. Zwei Steuerwicklungeri! sind auf dem magnetischen Verstärker angeordnet, die eine, 14, in Reihe mit einem Regelwiderstand 15 und die andere, 16, in Reihe mit einem Verzögerungsmittel, das ein Kondensator sein kann, in vorliegendem Falle aber aus einer Induktanz 17 gebildet wird. Die Steuerwicklungen erhalten Gleichspannung von der Ausgangsseite des Gleichrichters'7.

Das Vermögen eines in der angegebenen Weise eingeschalteten magnetischen Verstärkers, den durch ihn fließenden Strom periodisch zu unterbrechen und zu schließen, beruht darauf, daß der Strom durch die gegenmagnetisierende Steuerwicklung 16 verhältnismäßig langsam bei Einschaltung auf -.' Grund der Wirkung der Induktanz 17 zunimmt. Gleichzeitig damit, daß der Strom durch die Wicklung 16 zunimmt, vergrößert sich die Reaktanz des magnetischen Verstärkers, und der durchgelassene Wechselstrom sinkt auf einen Minimumwert·. Auf Grund der Induktanz 17 fließt indessen immerfort Strom durch die Steuerwicklung 16, so daß der Wechselstrom des magnetischen Verstärkers auf seinem Minimumwert einen kurzen Augenblick gehalten wird und danach sich wieder vergrößert. Durch geeignete Dimensionierung der Elemente ist es möglich, das Unterbrechen und das Schließen des Wechselstromes mit einem Wechsel von 1,25 oder 3 Per./Sek. durchzuführen, welches 75 bzw. 180 Impulsen/Min, entspricht. In dem Beispiel wird angenommen, daß der Impulserzeuger 4 eine Frequenz von 75 Impulsen/Min, und der Impulserzeuger 5 eine Frequenz von 180 Impulsen/Min, gibt.

Für die Kompensation des Leerlaufstromes des magnetischen Verstärkers ist auf dem Ausgangstransformator 6 eine weitere Primärwicklung 18 angeordnet, welche Strom über eine vorzugsweise regelbare Induktanz 19 erhält. Diese ist so dimensioniert, .daß ihre Sättigungskurve soweit wie möglich mit derjenigen des magnetischen Verstärkers übereinstimmt. Durch diese Anordnung kann der Signalstrom zu den Gleisen auf Null gebracht werden, wenn der Strom durch den magnetischen Verstärker seinen Minimumwert hat.

Das Filter 8, das eine Signalfrequenz von 100 Per./ Sek. aussiebt, kann als. ein einfacher Reihenresonanzkreis mit einem Kondensator 20 und einer Induktanz 21 ausgeführt sein.

Falls der Hauptschalter 22 in. der Leitung zwischen der Netzklemme· 1 und dem Ausgangstransformator 6 geschlossen wird, wird eine Signalspannung mit 100 Per./Sek. an die Gleise ausgesandt. Wenn der Schalter 3 die in der Figur gezeigte Lage einnimmt, wird die Spannung mit einer Frequenz von 3 Per./Sek. unterbrochen und geschlossen, so daß vom Impulserzeuger 5 ein Signal mit 180 Impulsen/ Min. ausgesandt wird. Falls statt dessen der Impulserzeuger 4 eingeschaltet wird, werden 75 Impulse/ Min. ausgesandt.

Im Empfänger, der in Fig. 2 gezeigt wird., wird die Signalspannung der Primärwicklung eines Eingangstransformators 23 über ein Filter 24 derselben Art wie das Filter 8 zugeführt. Die Sekundärseite des Transformators 23 ist über einen Gleichrichter 25 an die Eingangsseite eines Verstärkers 26 angeschlossen.-

Der Verstärkersignalstrom, der mit Impulsen mit einer Frequenz von 1,25 oder 3 Per./Sek. moduliert ist, wird Relaisspulen 27 und 28 über Resonanzkreise 29 und 30 zugeführt, welche je auf eine der genannten Frequenzen abgestimmt sind. Außerdem ist eine Gleichrichterbrücke 31 bzw. 32 in der Zuleitung zu jeder der Relaisspulen 27 und 28 eingeschaltet. Eine Induktanz 33 und ein Kondensator 34 auf der Ausgangsseite des Verstärkers dienen dazu, die von dem Verstärker kommende Gleichstromkomponente sowie gegebenenfalls vorhandene höhere Harmonische wegzufiltern.

Falls die Resonanzkreise richtig dimensioniert sind, wird der zugeführte Strom in demjenigen der Resonanzkreise ansteigen, welcher auf die ankommende Impulsfrequenz abgestimmt ist, wodurch dessen Relais zum Ansprechen: gebracht wird. Wird die Impulsfrequenz geändert, so daß sie mit derjenigen des anderenResonanzkreises übereinstimmt, so wird statt dessen das Relais dieses Kreises ansprechen und das erstgenannte Relais wird abfallen. Falls die Impulse aufhören wurden, z. B. dadurch, daß die Gleise kurzgeschlossen werden, wenn sie

von einem Zug besetzt werden, oder dadurch, daß der Sender stehenbleibt, wurden beide Relais abfallen.

Mit der hier beschriebenen Vorrichtung ist es somit möglich, ein Fahrtsignal zu bewirken, wenn eine Signalspannung mit 180 Impulsen/Min, empfangen wird, ein Warnungssignal, wenn eine Signalspannung mit 75 Impulsen/Min, empfangen wird, und ein Haltesignal, wenn eine Signalspannung; die keinen dieser Coden enthält, den Empfänger erreicht. Durch Hinzufügung von weiteren Impulserzeugern, die z. B. den Strom i^omal pro Minute unterbrechen, können noch weitere Signalbegriffe übertragen' werden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Empfängers sind, wie in Fig. 2, eine Induktanz 33, ein Kondensator 34 und Resonanzkreise 29 und 30 an die Ausgangsseite des Verstärkers angeschlossen, die Letzterwähnten in Reihe mit Gleichrichtern 31 und 32. Unterschiedlich von der Vorrichtung nach Fig. 2 beeinflussen beide Relaisspulen 27 und 28 denselben Anker 35 in einem Doppelrelais in solcher Weise, daß, falls der Strom in der Relaisspule 27 den Strom in der Relaisspule 28 übersteigt, der Anker 35 nach der linken Seite schwingt, wodurch ein mit dem Anker verbundener, beweglicher Kontakt 36 gegen einen festen Kontakt 37 gelegt wird. Dabei wird ein Signalstromkreis zwischen den Klemmen 38 und 39 geschlossen. Würde dagegen der Strom in der Relaisspule 28 überwiegen, so schwingt der Anker in die andere Richtung, wodurch der bewegliche Kontakt 36 gegen einen zweiten festen Kontakt 40 gelegt wird und ein Signalstromkreis zwischen den Klemmen 38 und 41 geschlossen wird.

Mit dieser Relaisvorrichtung erhält man immer eine sichere und eindeutige Festlegung, auch falls der Bettungswiderstand zwischen den Gleisen auf Grund von geänderten Wetterverhältnissen od. dgl.

sich verändern sollte. Um das Haltesignal festzulegen, da kein Signalstrom von 100 Per./Sek. empfangen wird, kann der Anker 35 in solcher Weise federbelastet sein, daß er bei stromlosen Relaisspulen 27 und 28 sich in eine Zwischenlage einstellt, wobei ein weiterer, in der Zeichnung nicht gezeigter Kontakt geschlossen wird. Es ist auch möglich, die Induktanz 33 als ein Nullstromrelais auszubilden, dessen Kontakt 42 normalerweise geschlossen ist und erst dann unterbrochen wird, wenn das Relais stromlos wird.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wurde angenommen, daß jeder Impulserzeuger in dem Sender nur einen magnetischen Verstärker enthalte. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern es· können Ausführungsformen vorkommen, wo ein magnetischer Verstärker einen zweiten steuert. Jedenfalls kann die Vorrichtung für Zuführung von Gleichspannung an die Steuerwicklungen verändert werden.

Es ist auch nicht erforderlich, besondere Impulserzeuger für die verschiedenen Impulsfrequenzen zu benutzen. Ein einziger magnetischer Verstärker kann verwendet werden, wobei dessen Schaltung geändert wird (durch Änderung der Steuerspannung oder durch Variation der in, dem Stromkreisen enthaltenen Elemente).

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer impulsmodulierten Wechselspannung, insbesondere für Eisenbahnsignalanlagen, welche einen oder mehrere Impulserzeuger mit je einem magnetischen Verstärker (Transduktor) enthält, mittels dessen die Amplitude der Wechselspannung selbsttätig und periodisch verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Verstärker (Transduktor 9) mit zwei Steuerwicklungen (14, 16) versehen ist, von denen die eine (14) in Reihe mit rein Ohmschen Widerständen (15) und die andere (16) in Reihe mit hauptsächlich rein induktiven Widerständen (17) geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklungen (14,16) an die Ausgangsseite eines Vollwellengleichrichters (7) angeschlossen sind, welcher mit Wechselspannung über den Impulserzeuger gespeist wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß· ein Resonanzkreis (8) für die durch Frequenzverdoppelung im Vollwellengleichrichter (7) erzeugte Wechselspannung in den Ausgangskreis- eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher ein Ausgangstransformator zwischen dem Impulserreger und dem Vollwellengleichrichter angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine weitere Primärwicklung (18) auf dem Transformator (6), welche vom Netz über eine vorzugsweise regelbare Induktanz (19) für die Kompensation des- Leerlaufstromes des magnetischen Verstärkers gespeist wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in dem Empfänger angeordnete Resonanzkreise (29, 30), die auf die Impulsfrequenz der Impulserzeuger (4, 5) des Senders abgestimmt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder der Resonanzkreise (29, 30) mit einem Gleichrichter (31, 32) in Reihe geschaltet ist, an dessen Ausgangsseite eine Relaisspule (27 bzw. 28) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relaisspulen (27, 28) einander entgegenwirkend einen schwingenden Relaisanker (35) derart beeinflussen, daß einer von zwei Arbeitskontakten (37, 40) beim Stromdurchlauf durch die Relaisspulen geschlossen wird.

8. Vorrichtung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ruhekontakt geschlossen tao gehalten wird, wenn keine der Relaisspulen (2y, 28) stromführend ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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