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Einrichtung zur Nachrichtenübermittlung im Dampf- und elektrischen
Eisenbahnbetrieb mittels Hochfrequenz Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Nachnichtenübermittlung zwischen beweglichen sowie zwischen festen und beweglichen
Stationen im elektrischen und Dampf-Eisenbahnbetrieb mittels Hochfrequenz. Es sind
bereits Einrichtungen dieser Art bekannt, bei denen .die Nachrichtenübermittlung
durch Raumstrahlung oder leitungsgerichtet, bei elektrischem Bahnbetrieb, insbesondere
über die Fahrdrahtleitung, erfolgt. Die Einrichtungen mit leitungsgerichteter übertragung
besitzen bekanntlich gegenüber (der drahtlosen Übertragung erhebliche Vorteile,
:da die Dämpfung der Übertragung wesentlich geringer ist, so daß nur kleine Sendeleistungen
erforderlich werden und trotzdem .ein hoher Empfangspegel erzielbar ist. Ferner
jist .es z. B. mit derartigen Einrichtungen ohne weiteres möglich, auch Tunnelstrecken
leicht zu überbrücken. Diese vorteilhafte Art der Nachrichtenübermittlung zwischen
beweglichen Stationen untereinander und zwischen festen und beweglichen Stationen
kann jedoch praktisch nur in den Fällen verwendet werden, in denen .sowohl geeignete
Leitungen längs der Bahnstrecke als :auch auf den Fahrzeugen geeignete Einrichtungen
zur Übertragung auf diese Leitungen vorhanden sind. Dies ist im allgemeinen nur
beim elektrischen Bahnbetrieb oder Fall, bei dem die Nachrichtenübertragung über
Stromabnehmer und C'ahrdrahtleitung erfolgen kann. Die von der Zugtelefonie her
bekannten Einrichtungen mit induktiver oder kapazitiver Übertragung vom Fahrzeug
auf längs der Bahnstrecke geführte Fernmeldeleitungen haben sich in der Praxis als
zu störanfällig erwiesen, so @daß sie für eine Nachrichtenübermittlung
in
Gestalt einer Signalübertragung" insbesondere einer @ Kommandoübertragung von und
nach einem Triebfahrzeug eines Zuges bzw: zwischen .mehreren Triebfahrzeugen untereinander
nicht in Frage .kommen. Es sind nun bereits für den, elektrischen Bahnbetrieb verschiedene
Übertragungssysteme der obengenannten Art bekannt bzw. vorgeschlagen worden, die
sich für ,diese Betriebsert als -durchaus geeignet erwiesen haben. Diese Einrichtungen
können aber .nicht mehr angewendet werden, sobalid auf der elektrifizierten Strecke
Nachrichten mit nichtelektrischen Triebfahrzeugen, z. B. Dampflokomotiven, ausgetauscht
werden müssen, was im Bahnbetrieb sehr häufig vorkommt. In diesem Falle oder auch
bei reinem Dampfbetrieb kann nur ein völlig -anderes Nachrichtenübertragungssystem
verwendet werden. Es ist aber nicht nur wünschenswert, für jede Betriebsart eine
Nachrichtenübertragung mit völlig gleichartigen, eindeutigen Signalen ,durchführen
zu können, sondern auch .das Fahrpersonal nicht mit der Einarbeitung in verschiedene
Systeme mit verschiedenen Bedienungsweisen zu belasten.
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Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Einrichtung zur Nachrichtenübermittlung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Verwendung von Hochfrequenz zur
Übertragung und von" Sende-und Empfangseinrichtungen in jeder Station den verschiedensten
Anforderungen. ,im Bahnbetrieb möglichst weitgehend gerecht wird. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß bei Dampf-oder gemischtem Betrieb ein Sender für
drahtlose Übertragung mit einer Zeichenfrequenz moduliert wird, wobei im Empfänger
die empfangenen modulierten Schwingungen mit einer solchen Frequenz - überlagert
werden, daß eine Zwischenfrequenz entsteht und daß ,die Sende- und Empfangseinrichtungen
derart umschaltbar sind, daß bei rein elektrischem Betrieb die bei drahtlosem Empfang
entstehende Zwischenfrequenz als Träger für die. fahrdrahtgerichtete Nachrichtenübermittlung
.dient. Eine derart aufgebaute Einrichtung kann in einfachster Weise auf Fahrzeugen
völlig beliebiger Art eingebaut werden, so ,daß' also immer das ;gleiche Gerät trotz
verschiedener Übertragungsweisen verwendet werden kann.
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Insbesondere wird .durch die Erfindung erreicht, däß .die meisten
Elemente der Naährichtengeräte für ,alle Verwendungsmöglichkeiten gemeinsam _1)enutzt
)enutzt werden können. und daß der zusätzliche Aufwand für die verschiedenen Betriebsfälle
besonders klein ,ist. Ferner können bei rein elektrischem Betrieb die bereits genannten
Vorteile der leitungsgerichteten Übertragung ohne großen zusätzlichen Aufwand zu
den Einrichtungen für drahtlosen Betrieb ausgenutzt werden. Durch die besondere
Art und Weise der drahtlosen Übertragung brauchen auch keine übermäßigen. Anforderungen
-an Frequenzkonstanz .und Linearität des Übertragungskanals gestellt zu werden,
und schließlich, was für den Bahnbetrieb besonders wichtig ist, .können für alle
Nachrichtenkanäle und alle Verwendungsmöglichke=iten des Gerätes stets derselbe-Zeiche»-ton
und dieselbe Zeichen.gebeeinrichtung- beibehalten werden. -Bei der praktischen Ausbildung
der Nachrichtenübermittlungseinrichtungen gemäß der Erfindung wind die Anordnung
zweckmäßig so getroffen, daß die Überlagerungsfrequenz und die Sendefrequenz der
Einrichtung fürdrahtlose Übertragung in ,derselben Station .die gleichen sind. Ebenso
wird vorteilhaft die als Träger für die fahrdrahtgerichtete Übertragung benutzte
Zwischenfrequenz im elektrischen Bahnbetrieb in derselben Station außer als Sendefrequenz
auch beim Empfang als Ü;berlagerungsfrequenz benutzt. Dabei ist diese Überlagerungsfrequenz
gegenüber der von der jeweiligen Gegenstation benutzten Sendefrequenz um einen solchen-
Betrag verschoben, daß die gleiche Zeichenfrequenz gebildet wird, mit der bei drahtloser
Übertragung die Sendefrequenz moduliert wird.
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In der Abbildung ist ein Beispiel einer Nachrichtenübermittlungseinrichtung
gemäß der Erfindung gezeigt, bei dem die ,drahtlose Übertragung mittels Kurzwelle
erfolgt. Es .ist jedoch auch ohne weiteres möglich, eine solche Übertragung auf
anderen Wellenbereichen durchzuführen. Dabei ist rechts von .der Trennungslinie
der Teil (des Gerätes dargestellt, der, abgesehen von .den durch die gestrichelte
Linie umrahmten Einrichtungen, für alle Verwendungsmöglichkeiten gemeinsam benutzt
wird. Die Einrichtungen innerhalb der .genannten Umrahmung- stellen .den zusätzlichen
Aufwand für rein elektrischen Betrieb dar. Links von der Trennungsknie ist der für
gemischten oder Dampfbetrieb erforderliche Kurzwellienteil wiedergegeben. Im einzelnen
haben die in der Abbildung schematisch .dargestellten Schaltungselemente folgende
Bedeutung
| KW-A = Kurzwellenantenne |
| KW-F = Kurzwellenfilter |
| KW-M = Kurzwellenmschstufe |
| KW-G = Kurzwellengenerator |
| HF-F = Hochfrequenzfilter |
| HF- V = Hoehfrequenzverstärker |
| HF-M = Hochfrequenzmischstufe |
| HF-G = Generator |
| NF-F = Niederfrequenzfilter |
| NF-V = Ni.ederfrequenzverstärker |
| NF- G = Niederfrequenzgenerator |
| ZT = Zeichentaste |
| K = $opplungsgerät |
| ST = Stromabnehmer |
| FL = Fahrdrahtleitung |
| L = Lautsprecher |
| U = Umsch-altekontakte |
Ferner sind noch einige Schalter .dargestellt, deren Stellung mit D oder E bezeichnet
ist. Diese Schalter dienen zur Umschaltung des Gerätes .auf die jeweilige Betriebsweise,
wobei D die Stellung bei Dampf- oder gemischtem Betrieb, E diejenige .bei rein elektrischem-
Betrieb bedeutet. Bei Betätigung der Zeichentaste ZT erfolgt außerdem selbsttätig
in nicht näher dargestellter Weise eine Umschaltung des- normalerweise auf Empfang
e
geschalteten Gerätes auf Senden s mit Hilfe der leiden Umschaltekontakte
(.T.
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Im folgenden soll nun an Hand der Abbildung kurz die Arbeitsweise
der Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben werden. Bei Dampf- oder gemischtem
Betrieb arbeitet der Sender z. B. mit der Kurzwelle frcs, die von dem Generator
KW-G geliefert wird. Diese Kurzwelle wird durch die Zeichentaste ZT getastet und
in der Mischstufe KW-M mit einer Zeichenfrequenz von beispielsweise goo Hz moduliert
und nach Verstärkung von der Kurzwellenantenne KW-A ausgestrahlt. Im Empfänger wird
die empfangene Kurzwelle fKE ± goo Hz, nachdem sie über ein Kurzwellenfilter KW-F
und einen VerstärkerKW-V geführt wurde, in der Mischstufe KW-M mit der Überlagerungsfrequenz
frs gemischt, wodurch die Frequenzen fKS-fI(e ± goo Hz entstehen, die so
gewählt werden, d-aß sie gerade in einen Hochfrequenzkanal fallen, der für leitungsgerichtete
Übertragung verwendet -,werden kann. Demnach werden dieentstehenden Frequenzen auch
durch das nachgeordnete Hochfrequenzfilter HF-F, das als Bandpaß für die Frequenz
frrE ausgebildet ist, durchgelassen. Es ist also fKs - fKE ± goo Hz = fHE
± goo Hz. Nach Verstärkung im Hochfrequenzverstärker HF-V wird die modulierte Schwingung
frrE ± goo Hz in der Hochfrequenzmischstufe HF-M gleichgerichtet, wodurch man die
Zeichenfrequenz von goo Hz erhält, die im Niederfrequenzfilter NF-F ausgesiebt und
schließlich über einen Nie.derfrequenzverstärker NF-V dem Lautsprecher
L zugeführt wird.
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Soll .die Einrichtung nun bei rein elektrischem Betrieb Verwendung
finden, so sind lediglich die dargestellten Schalter in die mit E bezeichnete Stellung
umzulegen. Damit wird der Kurzwellenteil ab- und die Zusatzeinrichtung für elektrischen
Betrieb an .das Gerät angeschaltet. Die Einrichtung arbeitet nun folgendermaßen
: Durch Betätigung der Zeichentaste wind die von. .dem Hochfrequenz@generator gelieferte
Frequenz frrs im Rhythmus der Zeichengebung über einen Verstärker HF-Tb, ein Ankopplungsgerät
K und Aden Stromabnehmer St auf die Fahrdrahtleitung FL gegeben. In der Empfangsstation
gelangt diese Hochfrequenz auf umgekehrtem Wege über das Hochfrequenzfilter HF-F
und einen Hochfrequenzverstärker in die Mischstufe HF-M, wo dieser Hochfrequenz
ftrE die in der Empfangsstation als Sendefrequenz (bei elektrischem.Betrieb) dienende
Hochfrequenz fHs überlagert wird. Diese ist nun stets gegenüber der empfangenen
Hochfrequenz um .den Betrag von goo Hz verschieden, also frrs-frrE = goo
Hz, so daß in der Mischstufe unmittelbar die Zeichenfrequenz entsteht, die nun wieder
über Filter und Verstärker dem Lautsprecher zugeführt wird.
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Da nun die Einrichtungen nicht nur für den gegenseitigen Verkehr zwischen
zwei bestimmten Stationen dienen sollen, sondern vielmehr auch ein wahlweiser Verkehr
mit beliebigen anderen Statiotren und ferner ein gleichzeitiger Verkehr innerhalb
des gleichen Streckenabschnittes durch führbar sein soll, muß das Gerät mit Einrichtungen
versehen sein, die den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Kanäle zur Verbindungsherstellung
mit bestimmten Stationen ermöglichen. Aus diesem Grunde sind die Generatoren und
Filter des Gerätes umschaltbar ausgebildet, so daß also bei Dampfbetrieb mehrere
Kurzwellenkanäle, bei elektrischem Betrieb mehrere Hochfrequenzkanäle gewählt werden
können. Bei reinem Dampfbetrieb> braucht dabei .der Zwischenfrequenzteil nicht umschaltbar
ausgeführt zu werden, da in diesem Falle ein Zwischenfrequenzkanal für sämtliche
Kurzwellenkanäle genügt.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist jedoch nicht nur für die Übertragung
von Zeichen bestimmter Frequenz geeignet, sondern sie leann auch ohne weiteres für
eine Telefonübertragung verwendet werden. Hierfür werden zweckmäßig einige der umschaltbaren
Kanäle von vornherein vorgesehen. An Stelle des Tonfrequenzgenerators von goo Hz
moduliert dann Idas besprochene Mikrophon den Kurzwellenträger bzw. die als Sendefrequenz
dienende Hochfrequenz bei elektrischem Betrieb. Im Empfänger sind dann lediglich
die verwendeten Filter durch Filter genügender Bandbreite zu ersetzen bzw. auf eine
solche Bandbreite umschaltbar auszubilden. Dabei ist noch bei elektrischem Betrieb
der Empfänger von Überlagerungs- auf Geradeausempfang umzuschalten, was jedoch mit
einfachen Mitteln durchführbar ist.