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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung, das sich auf eine
Anlage zur selbsttätigen Gleisfreimeldung mittels eines Gleisstromkreises erstreckt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.