DE956130C - Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder - Google Patents

Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder

Info

Publication number
DE956130C
DE956130C DES41413A DES0041413A DE956130C DE 956130 C DE956130 C DE 956130C DE S41413 A DES41413 A DE S41413A DE S0041413 A DES0041413 A DE S0041413A DE 956130 C DE956130 C DE 956130C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hall
track
control
hall generator
signal receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES41413A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Siegfried Baumgart
Dipl-Ing Max Miller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES41413A priority Critical patent/DE956130C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE956130C publication Critical patent/DE956130C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder Zur Signalübertragung bedient man sich vielfach magnetischer Felder, wenn eine galvanische Verbindung zwischen der gebenden und empfangenden Stelle nicht hergestellt werden kann oder nicht erwünscht ist. Diese Fälle treten insbesondere im Eisenbahnsicherungswesen auf, wo z. B. bei der Signalgebung zwischen Fahrzeug und Strecke eine galvanische Verbindung zwischen der gebenden Stelle und dem Signalempfänger nicht möglich ist, oder wo man in anderen Fällen eine derartige Verbindung aus sicherungstechnischen Gründen nicht herstellen will. Es sind verschiedeneMittel bekannt, um die der Signalgebung dienenden magnetischen Felder auf den Signalempfänger wirken zu lassen. Vielfach benutzt man hierzu ein induktives Verfahren, bei welchem die Änderung des Magnetfeldes in einer Wicklung eine Spannung induziert, die den Signalempfänger betätigt. Bei einer derartigen Einrichtung sind die Stromwege nicht ruhestrommäßig überwacht, da die Spannung erst im Augenblick der Signalgebung durch die Magnetfeldänderung hervorgerufen wird. Außerdem benötigt auch die dem Magnetfeld ausgesetzte Spule viel Raum. In anderen Fällen wird daher ein polarisieTter Anker verwendet, in dessen Arbeitsluftspalt das der Signalgebung dienende Magnetfeld durch geeignete Polschuhe zugeführt wird. Bei einer solchen Anordnung muß der empfindliche polarisierte Anker an Stellen untergebracht werden, wo er meist schwer zugänglich und größeren Betriebserschütterungen ausgesetzt ist. Ferner ist auch vorgeschlagen worden, das Magnetfeld auf den Eisenkern einer Drossel wirken zu lassen, deren Wicklung an eine Wechselspannungsquelle gelegt wird. Das der Signalgebung dienende Feld beeinflußt dann die Permeabilität des Eisenkernes und damit auch die Induktivität der Drossel und den in ihrer Wicklung fließenden Strom. Hierbei besteht nun die Notwendigkeit, die Wicklung der Drossel mit Wechselstrom zu speisen, dessen Frequenz hoch genug über der Signalfrequenz liegt. Dies ist unerwünscht, da in Stellwerken und auf Fahrzeugen hauptsächlich Gleichstromquellen vorhanden sind, und die Wechselspannung für die beschriebene Drossel durch besondere Einrichtungen erzeugt werden muß.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei Einrichtungen zur Signalgebung durch magnetische Felder den Signalempfänger durch eine Spannung zu betätigen, die durch die Einwirkung des magnetischen Feldes auf bewegte elektrische Ladungsträger hervorgerufen wird. Die Entstehung einer solchen Spannung ist in der Physik unter dem Namen Halleffekt bekannt. Die Anwendung des Halleffektes im Eisenbahnsicherungswesen bietet gegenüber den bekannten Einrichtungen wesentliche Vorteile. Sie bestehen zunächst darin, daß alle beteiligten Stromkreise ohne Schwierigkeit ruhestrommäßig überwacht werden können und daß ferner die Einrichtungen sowohl mit Gleichstrom aus den stets vorhandenen Batterien als auch mit Wechselstrom gespeist werden können. Ein besonderer Vorteil ist noch, daß der Körper, in welchem das der Signalgebung dienende Magnetfeld auf die bewegten elektrischen Ladungsträger einwirkt, mit außerordentlich geringen Abmessungen ausgeführt werden kann und außerdem auch keiner Wartung bedarf, so daß er sich an jeder beliebigen Stelle ohne jede Schwierigkeit anbringen läßt.
  • Bei der Anwendung des Halleffektes im Eisenbahnsicherungswesen und in verwandten Gebieten ist es zweckmäßig, den Hallgenerator aus einem Stoff mit einer möglichst großen Beweglichkeit der Elektrizitätsträger herzustellen. Besonders günstig ist es, die Trägerbeweglichkeit größer als 6ooo cm2/Vsec zu wählen. Dies kann erreicht werden, wenn der Hallgenerator aus einer halbleitenden Verbindung eines der Elemente Bor, Aluminium, Gallium, Indium mit einem der Elemente Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon hergestellt wird.
  • In den Figuren sind Beispiele der Erfindung näher erläutert. Fig. i zeigt eine Einrichtung zur magnetischen Zugbeeinflussung. Sie besteht aus dem im unteren Teil der Figur gezeichneten Gleismagneten und dem darüber dargestellten sogenannten Fahrzeugmagneten mit den zugehörigen elektrischen Einrichtungen. Der magnetische Kreis des Fahrzeugmagneten setzt sich aus den Polschuhen i, 2, der Weicheisenbrücke 3, 4 und den daran befindlichen Polschuhen 5, 6 zusammen. In einem dazwischen befindlichen Spalt ist der Hall-i generator 7 angebracht. Er besteht aus einem dünnen rechteckigen Plättchen, dessen Kanten mit Elektroden versehen sind. Die horizontalen Kanten tragen die Steuerelektroden io, ii, die sich über die ganze Kantenlänge erstrecken. An den vertikalen Kanten sind die Hallelektroden 12, 13 angebracht, die eine geringere Ausdehnung besitzen. Die Steuerelektroden werden von der Fahrzeugbatterie 8 über den Vorwiderstand 9 gespeist. An die Ha llelektroden ist der Signalempfänger 14, z. B. ein Relais, angeschlossen. Unter der Einwirkung des über die Steuerelektroden fließenden Stromes und der magnetischen Induktion im Spalt zwischen den Polschuhen 5 und 6 entsteht an den Hallelektroden eine Spannung, die dem Produkt der beiden Größen in jedem Augenblick proportional ist. Der über die Steuerelektroden fließende Strom und die magnetische Induktion im Spalt zwischen den Polschuhen 5 und 6 werden als Steuergrößen bezeichnet. Der Strom heißt demgemäß Steuerstrom, die Induktion Steuerinduktion oder Steuerfeld. Der elektrische Widerstand zwischen den Steuerelektroden ist von der Größe der Steuerinduktion abhängig, und zwar wächst er mit steigender Induktion. Es ist daher zweckmäßig, den Steuerstrom durch besondere Mittel konstant zu halten. Im Beispiel der Fig. i geschieht dies durch den Vorwiderstand 9, der so zu bemessen ist; daß sein Widerstandswert groß gegen den Widerstand zwischen den Steuerelektroden io und ii ist. Besteht die Notwendigkeit, den Steuerstrom zu überwachen, so kann man statt des Widerstandes 9 auch die Wicklung eines Überwachungsrelais in den Steuerkreis schalten.
  • Sollen in der Einrichtung alle Stromkreise ruhestrommäßig überwacht werden, so ist es 'zweckmäßig, die magnetische Anordnung so zu treffen, daß der Steuerfluß im Hallgenerator bei unbeeinflußtem Gerät mindestens so groß ist, daß der Signalempfänger durch die Hallspannung in Arbeitsstellung gehalten wird. Zu diesem Zweck ist in dem Fahrzeugmagneten (Fig. i) ein Zusatzmagnet 15 vorhanden. Der von seinem Nordpol ausgehende Induktionsfluß gelangt über Polschuh i, Brücke 3, Polschuh 5, Hallgenerator 7, Polschuh 6, Brücke 4, Polschuh 2 zu seinem Südpol zurück. Er bewirkt, daß die unter seinem Einfluß beim Fließen des Steuerstromes entstehende Hallspannung den Signalempfänger 14 in Arbeitsstellung hält. Sollte nun im Steuerstromkreis oder im Stromkreis des Signalempfängers eine Unterbrechung entstehen, so würde der Signalempfänger die Ruhestellung einnehmen und damit die Störung anzeigen.
  • Der am Gleis angebrachte permanente Magnet 16 trägt zwei Weicheisenpolschuhe 17 und 18, auf denen sich die Löschspulen ig und 2o befinden. Er ist so gepolt, daß er durch den Hallgenerator einen Fluß von umgekehrter Richtung sendet wie der Zusatzmagnet 15. Bei geeigneter Bemessung der Teile kann man erreichen, daß die Induktion im Hallgenerator bei dar Beeinflussung ganz oder nahezu verschwindet. Damit sinkt auch die Hall-Spannung auf Null oder auf einen so kleinen Wert ab, daß der Signalempfänger 14 in die Ruhestellung geht und dabei die Bremse des Fahmeuges auslöst. Wird der Gleismagnet in Fahrtstellung des zugehörigen Signals befahren., so fließt Strom durch die Löschspulen i9 und 2o. Die Spulen verhindern hierbei, daß ein wesentlicher magnetischer Floß aus den Kernen 17 und 18 nach oben austritt, so daß eine Beeinflussung des Fahrzeugmagneten vermieden wird.
  • Als Signalempfänger 14 kann ein neutrales oder. auch ein polarisiertes Relais verwendet werden. Ein polarisiertes Relais kann z. B. in der Weise benutzt werden, daß durch entsprechend kräftige Dimensionierung des Gleismagneten das Steuerfeld im Hallgenerator bei der Beeinflussung in seiner Richtung umgekehrt wird. Dabei wechselt auch die Hallspannung ihr Vorzeichen, so daß der Anker des polarisierten Relais umgelegt wird. Wird das polarisierte Relais mit einem Anker versehen, der eine stabile Mittellage hat und durch Erregung der Relaiswicklung von entsprechenden Vorzeichen an den einen oder anderen Arbeitskontakt gelegt werden kann, so können mit der beschriebenen Einrichtung zwei verschiedene Begriffe übertragen werden. Es ist hierzu nur not--wendig, den Zusatzmagneten 15 wegzulassen und die Polarität des Gleismagneten dem zu übertragenden Begriff entsprechend zu wählen. Statt eines polarisierten Relais können in einer solchen Einrichtung auch zwei parallel geschaltete neutrale Relais dienen, denen je eine Sperrzelle so vorgeschaltet ist; daß das eine Relais nur auf die eine Stromrichtung, das andere nur auf die andere Stromrichtung anspricht.
  • Die> beschriebene Einrichtung kann nicht nur zur Signalübertragung von der Strecke auf das Fahrzeug, also z. B. zur Zugbeeinflussung, sondern auch zur Signalübertragung vom Fahrzeug auf die Strecke, also z. B. zur selbsttätigen Zugschlußmeldung oder Fah.rstraßenauflösung, zur Einschaltung von Warnanlagen oder zur Weichenstellung vom Zuge aus benutzt werden. Hierbei wird der permanente Magnet 16 auf dem Fahrzeug und die den Hallgenerator enthaltende Einrichtung am Gleis angebracht. Soll eine derartige Einrichtung, wie es z. B. bei der sebsttätigen Zugschlußmeldung üblich ist, mit Arbeitsstrom arbeiten, so kann der Zusatzmagnet 15 wegfallen. Bei einer Einrichtung zur Weichenstellung vom Zuge aus, bei der zwei verschiedene Begriffe übertragen werden sollen, könnte z. B. der Magnet 16 am Fahrzeug drehbar angeordnet und als Signalempfänger ein polarisiertes Relais mit Mittelstellungsanker verwendet werden. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, zwischen den Hallgenerator und den Signalempfänger einen Verstärker zu schalten. Dazu eignen sich im Eisenbahnsicherungswesen besonders Transistorenverstärker, da sie in bezog auf ihre Stromversorgung anspruchslos sind und außerdem als Gleichstromverstärker benutzt werden könne.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Anwendungsbeispiel der Erfindung auf eine Achszählanlage. Fig.2 stellt schematisch einen Achszählimpulsgeber mit magnetischer Kompensationsanordnung dar. Neben der Fahrschiene a2 ist der Haupt- oder Sendemagnet 21 angeordnet. Der von seinem Nordpol ausgehende magnetische Fluß gelangt über die Polschuhe 23, 24 zu seinem Südpol zurück. In dem Spalt zwischen den Polschuhen 23 und 24 befindet ,sich der . Hallgenerator 25. Der Kompensationsmagnet 26 sendet durch die Polschuhe 23 und 24 einen magnetischen Fluß von umgekehrter Richtung wie der Hauptmagnet 21. Im unbeeinflußten Zustand überwiegt die Wirkung des Hauptmagneten. Durch ein vorüberrollendes Rad wird der Fluß des. Hauptmagneten von den Polschuhen 23 und 24 abgelenkt und dadurch seine Wirkung auf den Hallgenerator, geschwächt. Durch geeignete Dimensionierung der Teile wird dafür gesorgt, daß sich nunmehr die Wirkungen von Hauptmagnet und Kompensationsmagnet im Hallgenerator 25 gerade aufheben, so daß sein Steuerfloß ganz oder nahezu Null wird. Es ist älso auch hier die Einrichtung so getroffen, daß bei unbeeinflußtem Gerät stets ein Steuerfloß im Hallgenerator vorhanden ist, so daß der an ihn angeschlossene Signalempfänger mit Ruhestrom arbeiten kann.
  • Da die Hallgeneratoren sehr niederohmig sind und bei Achszählanlagen häufig große Kabellängen zwischen Stellwerk und Zählstelle vorkommen, ist es zweckmäßig, bei Gleichstromspeisung die Signalempfänger unmittelbar neben den Impulsgebern anzuordnen. Wird Wechselstrom als Steuerstrom benutzt, so kann die Anordnung gemäß Fig.3 getroffen werden. Die Frequenz des Wechselstromes wird dabei zweckmäßig so hoch gewählt, daß sie sich von den im wesentlichen in den Achszählimpulsen enthaltenen Signalfrequenzen unterscheidet. In Fig. 3 sind die-links der gestrichelten Linie 5o angedeutetem Teile am Gleis, die rechts dieser Linie angedeuteten Teile im Stellwerk untergebracht. Der Schaltungsteil oberhalb der gestrichelten Linie 57 gehört zu dem einen, der Schaltungsteil unterhalb der Linie 57 zu dem anderen Impulsgeber einer Zählstelle. Beide Impulsgeber sind in bekannter Weise in Fahrrichtung versetzt gegeneinander angebracht, so daß sie eine richtungsabhängige Zählung bewirken. Der Steuerstrom fließt von der Stromquelle 4i, in welcher z. B, die Frequenz 5oo Hz erzeugt wird, über Kabelader 5 i, Hallgenerator 42, Haugenerator 43, Kabelader 56 zur Stromquelle zurück. Unter Einwirkung des vom (nicht dargestellten), Hauptmagneten ausgehenden Steuerflusses entsteht bei unbeeinflußter Zählstelle in beiden Hallgeneratoren eine Wechselspannung von ebenfalls 5oo Hz. Diese MTechselspannungen werden durch die Transformatoren 44 und 45 hochtransformiert und über die Doppelleitungen 52, 53 und 54, 55 dem Stellwerk zugeführt. Dort werden über die Gleichrichter 46, 47 die Empfangsrelais 48 und 49 gespeist, die in irgendeiner bekannten Weise die Zählvorrichtung betätigen. Wird eine Zählstelle befahren, so verschwindet der Steuerfloß in dem betreffenden Hallgenerator ganz oder nahezu. Die Hallspannung nimmt ebenfalls auf einen sehr kleinen Wert oder auf Null ab, und das zugehörige Relais im Stellwerk läßt seinen Anker fallen.
  • Zur Ersparnis von Kabeladern kann jedem Impulsgeber einer Zählstelle eine bestimmte Frequenz des Steuerstromes zugeordnet werden. Die Steuerstromkreise beider Hallgeneratoren einer Zählstelle werden dann über eine gemeinsame Doppelleitung gespeist. Durch elektrische Siebmittel an der Zählstelle wird dafür gesorgt, daß jeder Hallgenerator nur mit einem Steuerstrom der ihm zugeordneten Frequenz erregt wird. Jeder Hallgenerator liefert dann eine Hallspannung der ihm zugeordneten Frequenz. Die Hallspannungen beider Impulsgeber einer Zählstelle werden dann über eine zweite, beiden Impulsgebern gemeinsame Doppelleitung zum Stellwerk zurückgeleitet. Hier werden beide Frequenzen wieder durch elektrische Siebmittel getrennt, so daß jedes Empfangsrelais nur den Strom der ihm zugeordneten Zählstelle erhält.
  • Die für die- Achszählung beschriebenen Schaltungsmittel lassen sich in gleicher Weise auch für andere Einrichtungen zur Signalübertragung vom Fahrzeug auf die Strecke . verwenden. Ebenfalls können auch in Achszählanlagen die Empfangsrelais über Verstärker, insbesondere Transistorverstärker, gespeist werden.
  • Die Anwendung der Hallgeneratoren ist nicht auf magnetische Anordnungen der in den Beispielen beschriebenen. Arten beschränkt, sondern kann in allen zur Beeinflussung zwischen Fahrzeug und Strecke. bekannten magnetischen Anordnungen erfolgen. Die Erfindung kann auch außerhalb des Eisenbahnsicherungswesens mit Erfolg angewendet werden, wenn Signale zwischen bewegten Objekten und festen Punkten übertragen- werden sollen, wie es z. B. im Bergbau der Fall ist.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung, das sich auf eine Anlage zur selbsttätigen Gleisfreimeldung mittels eines Gleisstromkreises erstreckt.
  • Bei elektrischen Bahnen werden die Gleisstromkreise in der Regel mit Wechselstrom betrieben und vielfach Motorrelais zur Kennzeichnung des Gleiszustandes benutzt. Beim Motorrelais wird der Kontaktapparat durch den Rotor eines Zweiphasen-Asynchronmotors bewegt, dessen eine Phasenwicklung, die so:genannte Gleisphase, vom Gleisstromkreis gespeist wird, während die andere Phasenwicklung, die sogenannte Hilfsphase, ihren Strom unter Umgehung des Gleisstromkreises aus derselben Stromquelle erhält, die auch den Gleisstromkreis speist. Stimmen die Ströme in Gleis-und Hilfsphase in der Frequenz überein, und sind sie außerdem um annähernd 9o° phasenverschoben, so entsteht bei freiem Gleis im Rotor ein genügend großes und genügend gleichbleibendes Drehmoment, um den Kontaktapparat in angezogener Stellung zu halten. Wird die eine Phase, z. B. die Gleisphase, umgepolt, so ändert das Drehmoment seine Richtung. Diese Eigenschaft kann benutzt werden, um irgendein Signal von einem zum anderen Ende des, Gleises zu übertragen. Dringt .Triebstrom in die Gleisstromkreise ein, so entsteht ein pulsierendes Drehmoment, dessen firequenz gleich der Differenz zwischen Blockfrequenz und Triebstromfrequenz ist. Ist der Rotor des Relais genügend träge, und ist außerdem die Blockfrequenz so gewählt, daß die Differenz zwischen ihr und der Triebstromfrequenz oder einer ihrer Oberwellen groß genug ist, so wird die Gefahr, daß das Gleisrelais bei besetztem Gleis durch den Triebstrom zum Anziehen kommen könnte, vermieden.
  • Die Motorrelais in Anlagen zur selbsttätigen Gleisfreimeldung sind verhältnismäßig teuere und komplizierte Apparate. Gemäß der Erfindung kann die gestellte Aufgabe auch mit einem einfachen, durch die Hauspannung eines Hallgenerators gespeisten Gleichstromrelais gelöst werden, wenn dieses einen genügend hohen Abfallfaktor hat. Hierbei ist es zweckmäßig, die eine Steuergröße des Hallgenerators, z. B. den Steuerstrom, entsprechend der Gleisphase des Motorrelais, durch den Gleisstromkreis zu bestimmen, die andere Steuergröße, z. B. das Steuerfeld, entsprechend der Hilfsphase des Motorrelais, der gleichen Stromquelle zu entnehmen, die den Gleisstromkreis speist.
  • In Fig. 4 ist angenommen, daß die Stromquelle 27, welche die Gleisfreimeldeanlage speist, die Blockfrequenz ioo Hz hat. Der Strom fließt von dieser Stromquelle über den Vorwiderstand 39, den Umpolungsschalter 28, die obere Schiene des Gleisstromkreises 29, den Vorwiderstand 40, die Steuerelektroden des Haugenerators 32; die untere Schiene des Gleisstromkreises 29 zurück über den Umpolungsschalter28 zur Stromquelle. Das Steuerfeld des Hallgene-rators wird durch eine Drossel mit den Wicklungen 36, 37 erzeugt, die über den Kondensator 38 ebenfalls von der Stromquelle 27 gespeist werden. Der Hallgenerator selbst ist in einem Spalt des magnetischen Kreises dieser Drossel untergebracht. Sind das Steuerfeld und der Steuerstrom in Phase, so entsteht, da die Hallspannung das Produkt aus beiden Größen ist, an den Hallelektroden eine pulsierende Gleichspannung. -Das Gleichstromglied dieser Spannung wird dem Gleisrelais 35 zugeleitet, während das Wechselstromglied über den Tiefpaß 33, 34 65 abgeleitet wird. Befinden sich Zugachsen auf dem Gleisabschnitt 29, so wird der Steuerkreis des Hallgenerators kurzgeschlossen. Der Steuerstrom sinkt, und,die Hauspannung fällt auf einen Wert ab, bei dem das Gleisrelais 35 seinen Anker fallen läßt. Sind Steuerfeld und Steuerstrom nicht gleichphasig, so nimmt der Gleichstromanteil der-Hallspannung ab, je größer die Z'hasenverschiebung zwischen den beiden Steuergrößen ist. Bei 9o0 Phasenverschiebung ist der Gleichstromanteil zu Null geworden. Bei noch größerer Phasendifferenz nimmt er in umgekehrter Richtung M=ieder zu und erreicht bei i 8o° Phasenverschiebung wieder seinen Größtwert in entgegengesetzter Richtung. Wird als Gleisrelais 35 ein polarisiertes Relais verwendet, dessen Anker eine stabile Mittellage hat, so kann durch Betätigen des Umpolschalters 28 bewirkt werden, daß bei freiem Gleis die Ankerstellung des Gleisrelais wechselt. Auf diese Weise kann bei freiem Gleisabschnitt 29 zu dem am Isolierstoß 3 i befindlichen Gleisrelais z. B. der Zustand des an den Isolierstoß 3o angrenzenden Gleisabschnittes gemeldet werden, wenn durch dessen Gleisrelais der Umpolschalter 28 gesteuert wird. Statt eines polarisierten Relais mit Mittelstellungsanker können auch zwei neutrale Relais in Verbindung mit Sperrzellen verwendet werden.
  • Die Gleichphasigkeit von Steuerstrom und Steuerfeld kann in einfacher Weise durch die Reihenschaltung des Kondensators 38 mit den Wicklungen 36 und 37 der den Hallgenerator enthaltenden Drossel bewirkt werden. Nimmt man an, daß der Gleisstromkreis 29 keinerlei Induktivität hat, so daß der Steuerstrom des Hallgenerators in Phase mit der Speisespannung ist, so muß der aus den Drosselwicklungen 36,37 und dem Kondensator 38 gebildete Serienresonanzkreis auf die Blockfrequenz abgestimmt werden. Dann ist der in -der Drossel fließende Strom und damit auch das Steuerfeld ebenfalls in Phase mit der Speisespannung. Sollte der Steuerstrom infolge der Indukbivität des *Gleichstromkreises der Speisespannung nächeilen, so kann durch Vergrößerung des Kondensators 38. erreicht werden, d,aß die beiden Steuergrößen wieder in Phase sind. Die Reihenschaltung des Kondensators 38 mit den Drosselwicklungen 36, 37 hat noch den Vorteil, daß die den Hallgenerator steuernde magnetische Blindleistung kompensiert wird, so daß dem Hilf sphasenkreis nur die reine Wirkleistung zuzuführen ist.
  • Die Anwendung des Hallgenerators zur Gleisfreimeldung ist jedoch nicht an die beschriebene Schaltung gebunden. Es können auch andere bekannte Schaltungen für die Phasendrehung benutzt werden. Auch ist es nicht erforderlich, daß beide Steuergrößen genau in Phase sind. Es genügt, wenn der Phasenunterschied. beider Größen von 9o° abweicht, da dann bereits ein Gleichspannungsglied an den Hallelektroden vorhanden ist.
  • Dringt Triebstrom in den Steuerkreis des Haugenerators ein, so wird die den Hilfsphasenkreis speisende Größe mit der Frequenz des Triebstromes moduliert. Es entstehen dann an den Hallelektroden außer der Blockfrequenz noch die Summe und die Differenz von Block- und Triebstromfrequenz. Ist das Siebglied 33, 34, 65 so ausgebildet, daß es auch die niedrigste dieser Frequenzen vom Gleisrelais 35 fernhält, so ist dieses Relais gegen fälschliche Betätigung vom Triebstrom her gesichert. Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn der Anker dieses Relais einschließlich der von ihm bewegten Teile ein derartiges Trägheitsmoment besitzt, daß er zwar auf den Gleichstrommittelwert, nicht aber auf die Halbwellen eines Wechselstromes anspricht, wie er beim Eindringen von Triebstrom in den Steuerkreis entstehen kann.
  • Der Widerstand 39 in Fig. 4 soll einen möglichst großen Spannungsabfall an den Steuerelektroden des Hallgenerators hervorrufen, wenn das Gleis befahren wird. Der Widerstand 40 ist unter Umständen nützlich, um einen zur Gleisspannung proportionalen Steuerstrom zu erzwingen. In Abwandlung der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ist es auch möglich, die das Steuerfeld erzeugenden Wicklungen über den Gleisstromkreis zu speisen und den Steuerstrom des Haugenerators als Hilfsphasenkreis der Blockstromquelle über eine go°-Schaltung zu entnehmen.
  • Als besonderer Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung sei hervorgehoben, daß der Hilfsphasenstromkreis, der das Steuerfeld erregt, und der Stromkreis des Gleisrelais durch einen sehr hohen Isolationswiderstand galvanisch voneinander getrennt werden können, so daß z. B. ein direkter Stromübergang aus dem Hilfsphasenkreis auf das Gleisrelais, der unter Umständen das Relais bei besetztem Gleis in die angezogene Stellung bringen könnte, unmöglich ist.
  • Um elektrisch günstige Verhältnisse im Hallgenerator zu erzielen, ist es zweckmäßig, seine Dicke in Richtung des Steuerfeldes möglichst klein zu machen. Daher ist auch die Fläche des Generators senkrecht zur Richtung des steuernden Feldes aus mechanischen Gründen begrenzt. Mit dem Volumen des Hallgenerators ist auch der im Steuerfeld vorhandenen magnetischen Energie eine Grenze gesetzt. In manchen Anwendungsfällen steht zum Aufbau des Steuerfeldes mehr magnetische Energie zur Verfügung, alis aus den dargelegten Gründen zur Steuerung nur eines Hallgenerators erforderlich ist. Wenn es in diesem Fall erwünscht ist, dem Signalempfänger mehr elektrische Leistung zuzuführen, als ein einzelner Hallgenerator abgeben kann, ist es zweckmäßig, mehrere Hallgeneratoren auf ein und denselben Signalempfänger wirken zu lassen. Hierzu können z. B. zwei oder mehr Hallgeneratoren in ein und demselben Spalt des steuernden magnetischen Kreises nebeneinander und magnetisch parallel angeordnet werden. Ferner ist es auch möglich, mehrere Spalte in magnetischer Reihenschaltung anzuordnen und jeden dieser Spalte mit einem Hallgenerator auszurüsten.
  • Da beim Hallgenerator der Steuerkreis und der Hallkreis galvanisch miteinander verbunden sind, ist es zweckmäßig, alle Hallgeneratoren, die auf den gleichen Signalempfänger wirken sollen, parallel zu schalten, d. h. entsprechende Steuer- und Hallelektroden miteinander zu verbinden. Führen nun die Hallelektroden an zwei verschiedenen Hallgeneratoren, auf den Steuerkreis bezogen, nicht das gleiche Potential, so entsteht im Haukreis ein zusätzlicher Strom, der unerwünscht sein kann. Er ist vor allem dann vorhanden, wenn es nicht gelingt, die Hauelektroden bei allen Hallgeneratoren an genau derselben Stelle ihrer Seitenkante anzubringen. Diese Schwierigkeit wird vermieden, wenn die Hallgeneratoren mit Wechselstrom betrieben werden. Ein Beispiel hierfür zeigt Fig. 5. Es bezieht sich auf den Gleisstromkreis der Fig.4. An das Ende dieses Gleisstromkreises ist die Primärwicklung 59 des Transformators 58 angeschlossen, dessen beide Sekundärwicklungen-6o und 61 den Steuerkreis je eines der beiden Hallgeneratoren 62 und 63 speisen. Die Hallelektroden dieser beiden Hallgeneratoren sind miteinander und mit dem Gleisrelais 64 in Reihe geschaltet. Diese Reihenschaltung ist zulässig, da die Steuerkreise der beiden. Hallgeneratoren infolge galvanischer Trennung der Wicklungen 6o und 61 keine Verbindung miteinander haben.
  • Statt die Steuerkreise der Hallgeneratoren galvanisch voneinander zu trennen, kann man, falls die Hallgeneratoren nur Wechselstrom abgeben sollen, auch die Hallkreise galvanisch trennen und alle Hallgeneratoren in den gleichen Steuerkreis legen. Man benötigt dann einen Transformator, der mit seiner Sekundärwicklung den Signalempfänger speist, während jede seiner Primärwicklungen an die Hallspannungselektroden eines der Hallgeneratoren angeschlossen ist.
  • Ferner kann die galvanische Auftrennung der Kreise auch dadurch vorgenommen werden, daß man dem Signalempfänger so viele Wicklungen gibt, wie Hallgeneratoren vorhanden sind, und jede Wicklung von einem der Hallgeneratoren galvanisch getrennt speist. Diese Anordnung kann auch mit Gleichstrom betrieben werden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder, insbesondere im Eisen-#bahnsicherungswesen" gekennzeichnet durch die Betätigung des Signalempfängersmittels einer Spannung, die durch die Einwirkung eines magnetischen Feldes auf bewegte elektrische Ladungsträger hervorgerufen wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spannung (Hallspannung) erzeugende Körper aus einem Stoff mit einer Trägerbeweglichkeit von mindestens 6ooo cm2/Vsec, vorzugsweise aus einer halbleitenden Verbindung eines der Elemente Bor, Aluminium, Gallium, Indium mit einem der Elemente Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon besteht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haugenerator in eine Einrichtung zur magnetischen Signalübertragung zwischen Fahrzeug und Strecke eingebaut ist, in welcher ein von der Signalübertragung abhängiges Magnetfeld als Steuerfeld auf den Hallgenerator einwirkt. 4.. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Anlagen zur selbsttätigen Gleisfreimeldung mittels Gleisstromkreisen die vom Haugenerator erzeugte Hallspannung das Gleisrelais speist, welches den Zustand des Gleises kennzeichnet. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., insbesondere zur Signalübertragung zwischen Fahrzeug und Strecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerfluß im Hallgenerator bei unbeeinflußtem Gerät mindestens so groß ist, daß der Signalempfänger durch die Hallspannung in Arbeitsstellung gehalten wird. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerstromkreis des Hallgenerators ein Widerstand geschaltet ist, der groß gegen den Widerstand zwischen den Steuerelektroden des Hallgenerators ist. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerstromkreis des Haugenerators die Wicklung eines Überwachungsrelais liegt. B. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalempfänger ein polarisiertes Relais dient. g. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, gekennzeichnet durch einen Anker mit stabiler Mittelstellung in dem als Signalempfänger dienenden polarisierten Relais. io. Einrichtung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalempfänger zwei parallel geschaltete neutrale Relais dienen, denen je eine Sperrzelle so vorgeschaltet ist, daß das eine Relais nur auf die eine Stromrichtung, das andere nur auf die andere Stromrichtung anspricht. i i. Einrichtung nach Anspruch i bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hallgenerator und die Leitung, welche den Signalempfänger speist, ein Transformator geschaltet ist, der die vom Hallgenerator gelieferte Spannung heraufsetzt. i2. Einrichtung nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Hallgeneratoren in ein und demselben Spalt des steuernden magnetischen Kreises nebeneinander und magnetisch parallel angeordnet sind. 13- Einrichtung nach Anspruch i bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem steuernden magnetischen Kreis zwei oder mehr je einen Hallgenerator enthaltende Spalte magnetisch in Reihe liegen. i¢. Einrichtung nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einander entsprechenden Steuer- und Hallelektroden von zwei oder mehr Hallgeneratoren elektrisch leitend verbunden sind. 15. Einrichtung nach Anspruch i bis 1q., dadurch gekennzeichnet, daß der Signalempfänger zwei oder mehr galvanisch voneinander getrennte Wicklungen aufweist, von denen jede an die Hallspannungselektroden je eines Hallgenerators angeschlossen ist. 16. Einrichtung nach Anspruch i bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalempfänger von der Sekundärwicklung eines Transformators gespeist wird, der mehrere galvanisch voneinander getrennte Primärwicklungen hat, von denen jede an die Hallspannungselektroden je eines Hallgenerators angeschlossen ist. i7. Einrichtung nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromkreise von zwei oder mehr denselben Signalempfänger speisenden Hallgeneratoren galvanisch voneinander getrennt aus je einer besonderen Sekundärwicklung eines Transformators mit gemeinsamer Primärwicklung gespeist werden. 18. Einrichtung nach Anspruch q. bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleisfreimeldung durch Wechselstrom mit Gleis- oder Hilfsphase bewirkt wird, wobei die eine Steuergröße des Hallgenerators, z. B. der Steuerstrom, durch die Gleisphase, die andere Steuergröße, z. B. das Steuerfeld, durch die Hilfsphase bestimmt wird. zg. Einrichtung nach Anspruch q. bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuergrößen des Hallgenerators gleich- oder gegenphasig sind. 2o. Einrichtung nach Anspruch q. bis rg, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hallgenerator in einem Spalt des magnetischen Kreises einer Drossel befindet, die das Steuerfeld erzeugt. 21. Einrichtung nach Anspruch q. bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die das Steuerfeld erzeugende Drossel Bestandteil einer Schaltung ist, welche einen bestimmten, von go° verschiedenen Phasenwinkel zwischen der Induktion im Spalt des magnetischen.Kreises dieser Drossel und der den Hilfsphasenkreis speisenden Spannung hervorruft. 22. Einrichtung nach Anspruch q. bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit der den Steuerfluß des Hallgenerators erzeugenden Drossel ein Kondensator in Reihe geschaltet ist. 23. Einrichtung nach Anspruch q. bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hallgenerator und däs die Gleisbesetzung kennzeichnende Relais Siebmittel geschaltet sind, die Frequenzen gleich oder größer als die Differenz zwischen der Blockfrequenz und der Fre-. quenz des Bahntriebstromes oder seiner Oberwellen sperren. 2q.. Einrichtung nach Anspruch q. bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des die Gleisbesetzung kennzeichnenden Relais einschließlich der von ihm bewegten Teile ein derartiges Trägheitsmoment hat, daß er zwar auf den Gleichstrommittelwert, nicht aber auf die Halbwellen eines etwa überlagerten Wechselstromes anspricht.
DES41413A 1954-11-03 1954-11-03 Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder Expired DE956130C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES41413A DE956130C (de) 1954-11-03 1954-11-03 Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES41413A DE956130C (de) 1954-11-03 1954-11-03 Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE956130C true DE956130C (de) 1957-01-17

Family

ID=7483979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES41413A Expired DE956130C (de) 1954-11-03 1954-11-03 Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE956130C (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1136765B (de) * 1960-02-10 1962-09-20 Oec Hermann Tiefenbach Dipl In Annaeherungsschalter
DE1161946B (de) * 1961-02-23 1964-01-30 Siemens Ag Achsmeldeeinrichtung fuer Eisenbahnsicherungszwecke
DE1165647B (de) * 1959-11-19 1964-03-19 Saxby Ets Anordnung zum selbsttaetigen Steuern einer Gleisbremse
DE1169491B (de) * 1959-06-04 1964-05-06 Tech Pour L Ind Nouvelle S A I Achszaehl-Impulsgeber in Eisenbahnanlagen
DE1229576B (de) * 1963-09-27 1966-12-01 Siemens Ag Einrichtung zum elektrischen Ver- und Entriegeln von Weichenantrieben vom Fahrzeug aus
DE1237611B (de) * 1960-09-16 1967-03-30 Siemens Ag Einrichtung zur UEbermittlung von Steuersignalen an Schienenfahrzeuge
DE1240915B (de) * 1960-09-03 1967-05-24 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung von ein- oder mehrachsigen Laufwerken von Schienenfahrzeugen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1169491B (de) * 1959-06-04 1964-05-06 Tech Pour L Ind Nouvelle S A I Achszaehl-Impulsgeber in Eisenbahnanlagen
DE1165647B (de) * 1959-11-19 1964-03-19 Saxby Ets Anordnung zum selbsttaetigen Steuern einer Gleisbremse
DE1136765B (de) * 1960-02-10 1962-09-20 Oec Hermann Tiefenbach Dipl In Annaeherungsschalter
DE1240915B (de) * 1960-09-03 1967-05-24 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Einrichtung zur kurvengerechten Steuerung von ein- oder mehrachsigen Laufwerken von Schienenfahrzeugen
DE1237611B (de) * 1960-09-16 1967-03-30 Siemens Ag Einrichtung zur UEbermittlung von Steuersignalen an Schienenfahrzeuge
DE1161946B (de) * 1961-02-23 1964-01-30 Siemens Ag Achsmeldeeinrichtung fuer Eisenbahnsicherungszwecke
DE1229576B (de) * 1963-09-27 1966-12-01 Siemens Ag Einrichtung zum elektrischen Ver- und Entriegeln von Weichenantrieben vom Fahrzeug aus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3208133C2 (de) Elektromagnetisches Lager mit Redundanzeigenschaften
DE956130C (de) Einrichtung zur Signalgebung durch magnetische Felder
DE1605427A1 (de) Schaltungsanordnung zum Erzeugen und UEbertragen von Achszaehlimpulsen in Achszaehlanlagen
EP0836022B1 (de) Magnetische Lagervorrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben
DES0041413MA (de)
DE873706C (de) Anordnung zur Ausloesung elektrischer Signale oder Impulse, insbesondere zur Achszaehlung schienengebundener Fahrzeuge
CH338490A (de) Einrichtung zur Übertragung von Signalen zwischen einem Fahrzeug und einer Strecke mittels magnetischer und elektrischer Grössen
AT200616B (de) Einrichtung zur Zeichenübermittlung vom Zuge an die Strecke
DE1678374A1 (de) Bahn fuer elektrisch betriebene Modellfahrzeuge
GB797056A (en) Improvements in or relating to relay controlling apparatus in railway safety systems, for signalling between a vehicle and the track which carries the vehicle
DE850460C (de) Anordnung zum Stellen und UEberwachen von elektromotorischen Antrieben von Weichen, Signalen, Fahrsperren, Schranken und aehnlichen Einrichtungen
DE3720576A1 (de) Einrichtung an einem elektronischen doppelschienenkontakt
DE576802C (de) Einrichtung zur induktiven Signaluebertragung zwischen Zug und Strecke
AT68541B (de) Signalvorrichtung für Eisenbahnen und dgl.
DE1134103B (de) Anordnung zum Vermeiden gegenseitiger stoerender Beeinflussung mehrerer elektromagnetischer Gleisgeraete im Eisenbahnsicherungswesen
DE1111238B (de) Einrichtung zur Zugsicherung unter Mitwirkung des Zuges
DE1530384C3 (de) Zugsicherungssystem mit linienförmiger Signalübertragung zwischen Zug und Strecke
DE2005249C3 (de) Anordnung zum Steuern und Überwachen von Streckeneinrichtungen, insbesondere Weichen, über größere Entfernungen von einem zentralen Stellwerk aus bei elektrifizierten Eisenbahnen
DE759619C (de) Selbsttaetiger Block mit Unterteilung der Blockstrecke
DE2524296C3 (de) Schaltungsanordnung zum selbstsicheren Fernsteuern von elektrischen Verbrauchern von einer Steuerstelle aus, insbesondere für Gleismagnete der induktiven Zugsicherung
DE523129C (de) Anordnung zur Zugbeeinflussung
AT200615B (de) Einrichtung zur automatischen Übertragung eines oder mehrerer Signalbegriffe auf ein fahrendes Triebfahrzeug
DE2201769A1 (de) Anordnung mit fahrzeugbetaetigten gleiskontakten zum erzeugen von anwesenheits- und/oder richtungskriterien
DE458255C (de) Elektrische Blocksicherungsanlage
DE970272C (de) Einrichtung zur Beeinflussung zwischen Zug und Strecke im Eisenbahnsicherungswesen