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Code-Fernsteuerung mit Abgabe- und Empfangs-Speicher Im Eisenbahnsignaiwesen
gibt es verschiedene Verfahren und Systeme zur Übertragung von Kommandos und Meldungen
zwischen einer oder mehreren Sendestellen und zwei oder mehreren Empfangsstellen
unter Benutzung von irgendwelchen Fernsteuerungseinrichtungen. Hierbei werden bestimmte
Betriebsvorgänge der einen Station von einer entfernt liegenden anderen Station
oder Zentralstelle in Abhängigkeit gebracht bzw. an diese andere Stelle gemeldet.
Ein wesentliches Bedürfnis solcher Fernsteuereinrichtungen ist die Verwendung von
möglichst wenig Leitungen oder Kabeladern, die eine größere Entfernung zu überbrücken
gestatten. Man benutzt hierzu meist bestimmte Code- oder Schrittschaitverfahren,
um ein Maximum an unterschiedlichen Kommando- oder Meldevorgängen auf einem Übertragungskanal
-häufig in beiden Richtungen - durchzuschleusen. Als Unterscheidungsmerkmale dienen
z. B. die Anzahl der Zählschritte von Schrittschaltern, Wählern oder Relaisketten,
die Verwendung verschiedener Frequenzen, die einzeln oder in mehrfacher Kombination
gleichzeitig oder nacheinander übertragen werden, oder auch eine Folge von mehreren
Impulsen, die in verschiedener Zahl oder in bestimmt definierten Abständen oder
Strompolaritäten oder sonstigen unterscheidbaren Kennzeichen durchgegeben werden.
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Hierbei ist man bemüht, die Unterscheidungskriterien so zu wählen,
daß sie durch zufällige Störungen des Übertragungssystems, z. B. durch Fremdstrombeeinflussungen
oder atmosphärische Entladungen, nicht derart verfälscht werden, daß statt des gesvürischten
Befehls oder Meldevorgangs
ein ungewollter anderer Vorgang zustande
kommt. Vielmehr soll dann der verstümmelte oder gestörte Übertragungsvorgang vernichtet
werden, so daß die beabsichtigte Sendung gegebenenfalls wieder-! holt werden kann.
Es ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 762 472 bekannt, durch die
empfangenen Stromstoßkombin;ationen Relaisketten zu steuern, die ihrerseits als
Speicher verwendete Relais mit Haltewicklungen betätigen. Diese Speicher werden
dann durch eine andere Relaiskette abgetastet, die über weitere Schaltmittel die
Aussendung einer Rückmeldung Plus-7ull-Minuh auslöst. Die Speicher werden am Endie
jeder beliebigen später empfangenen Stromstoßkombination zurückgestellt und dann
für deren Speicherung benutzt.
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Es ist auch bekannt, von Quittungen Gebrauch zu machen, die z. B.
nach Absehluß einer Codesendung mit gleichem Code zurückgegeben werden und erst
nach dem Vergleich von Auftrag und Quittung- ein Ausführungskommando zur Folge haben.
Statt dessen kann auch jeder einzelne Impuls oder eine begrenzte Impulsfolge als
Teilcode sofort quittiert werden, bevor der jeweils folgende Impuls bzw. Teilcode
gesendet wird, bis das ganze Codezeichen vollständig durchgegeben und quittiert
ist. Der artige Quittungen, von d en@sn beispielsweise in Fernsteuerungseinrichtungen
nach der deutschen Patentschrift 933 870 Csebrauch gemacht wird, dienen also
zur Korntrolle der verschiedenen Codezeichen für die einzelnen übertragungsvorgänge,
d. h. zur Schaffung einer Abhängigkeit der aufeinand@erfolgenden Impulse innerhalb
eines Codezeichens. und erhöhen damit die Betriebssicherheit.
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Dieser hohe Grad an Sicherheit wird jedoch eingeschränkt bei einem
Fernsteuersystem, das mit wenigen Kommandos oder Meldungen auskommt und sich darum
auch mit vereinfachten Codezeicben begnügen muß: denn bei einem Code, der sich aus
nur wenigen Einzelimpulsen zusammensetzt, ist die Gefahr, daß eine Fremdbeeinflussung
z. B. durch atmosphärische Entladungen, eine Codesendung vortäuscht oder verfälscht,
um so größer, Je geringer dieAnzahl der einzelnen Codeteilzeichen ist. Andererseits
wäre es unwirtschaftlich, dieZahl der Impulse eines an sich einfachen Codes lediglich
deswegen zu vermehren, um eine geringere Fremd-Stromgefahr zu erzielen. g DieErfindung
betrifft nun eine-Schaltanordnung' E die diese Gefahr trotz der Verwendung eines-
einfachen Codesvstems weitgehend vermindert. Sie bezieht sich in der Hauptsache
auf eine Fernsteuerung -zwischen zwei Schaltstellen mit einer- y Folge von Übertragungsvorgängen,
die sich fast immer in bestimmter Reihenfolge ablösen und ihre 1, Übertragungsrichtung
meist regelmäßig wechseln. Dies gilt beispielsweise für ein Streckenblock-System
bei eingleisigen Strecken, wobei die an sich bekannten Blockabhängigkeiten zwischen
beiden b Stationen auf nur einem Aderpaar herzustellen sind und Blockvorgänge vor,
während und noch einer Zugfahrt .über die Blockstrecke in wechselnder Folge zu übertragen
sind. Hierbei ist es erwünscht, den jeweiligen Schaltzustand auf beiden Stationen
#o lange aufrechtzuerhalten, bis er durch den folgenden Schaltzustand, den die nächste
Blockübertragung. herbeiführt, abgelöst wird. Im allgemeinen folgen flie verschiedenen
Blockvorgänge in einem regelmäßigen Wechsel aufeinander. Sie bewirken dabei jeweils
die Speicherung der dadurch hergestellten neuen Blockzustände und stellen nach dem
Durchschleusen aller Zustandänderungeri im Verlauf einer Zugfahrt schließlich die
Ausgangsstellung wieder her. Danach kann sich das Spiel hei der nächsten Zugfahrt
im gleichen oder iin entgegengesetzten Richtungssinn wiederholen.
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Es ist bekannt, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
810 775, das Senden eines Code für einen Elockvorgang vom Zustand oder Wechsel
eines Blockfeldes abhängig zu machen. Zu diesem Zweck sind in den Stromkreisen zur
Betätigung von Sendespeichern, die dort aus kippfähigen Systemen, z. B. Stützrelais,
bestehen, Kontakte von Relais angeordnet, die vor der Sendung durch Empfang der
betriebsmäßig vorl::er erforderlichen Meldung betätigt sein müssen. Eine Abhängigkeit
des Empfanges ,einer Meldung von bestimmten Zuständen der Blockeinrichtung, die
durch eine vorhergehende Sendung herbeigeführt sind, ist dort nicht vorgesehen.
Diese Abhängigkeit wird[ lediglich als durch die Betriebsvorschrift gegeben vorausgesetzt.
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Die Erfindung zeigt nun einen Weg zur Erhöhung der Übertragungssichei'h@eit
von Schalt:ungsanord:nungen für Eisenbahnsicherungsanlagen, in denen auf zwei voneinander
abhängigen Stationen, z. B. Zugmeldestellen bzw. einer Zentrale und mindestens einer
Station, durch Code-Zeichen, z. B. eine Folge verschiedener Impulse, Vorrichtungen
für eine Reihe von Betriebsvorgängen gesteuert werden sollen, wobei ,die Betriebsvorgänge
in einer bestimmten Reihenfolge ablaufen und an der sendenden und der empfangenden
Station durch Relais, z. B. durch Stützrelais, gespeichert werden. Dies geschieht
dadurch, daß jeder beim Senden betätigte Speicher Stromkreise vorbereitet, in denen
nur das bei richtiger Reihenfolge der Betriebsvorgänge erwartete Code-Zeichen das
auf derselben Station vorhandene Empfangsrelais für den nächsten Be- i triebsvorgang
betätigen kann, während andere Codre-Zeichen für dieses Relais ohne Wirkung bleiben
und eine Störungsanzeige auslösest.
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Ferner wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgescklagen, daß die
Abgabe einer Code-Übertragung , außer von der Einschaltung des Abgabespeichers auch
noch von der Rückstellung des bis zu diesem T itpnnkt eingeschalteten Empfangsspeichers
für den vorhergehenden Betriebszustand abhängig genacht wird. Außerdem werden die
hierbei. ver- i wendeten Speicherrelais der Blockzustände dazu )enutzt, um beim
Empfang der verschiedenen Codeeichen nur dasjenige auszuwerten, das gemäß der -orgeschriebenen
Reihenfolge auch erwartet wird, nährend etwa empfangene andere Codezeichen, die
i n diesen regelmäßigen Codewechsel gerade nicht
hineinpassen, unwirksam
bleiben. Auf diese Weise 'wird die an sich schon geringe Wahrscheinlichkeit von
unbeabsichtigten Wirkungen durch Fremdbeeinflussungen so gut wie ausgeschlossen.
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Weitere Ausgestaltungen durch zum Teil an sich bekannte Maßnahmen,
für die in den Unteransprüchen lediglich im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch Patentschutz
begehrt wird, sind an Hand des Beispiels erläutert. Dies gilt beispielsweise für
die Verwendung von nur vier übertragungskriterien zur Unterscheidung der Vor- und
Rückblockungen, die bereits aus - französischen Blockanlagen bekannt ist.
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Ferner ist es bekannt, z. B. aus der deutschen Patentschrift 863 669,
etwa gleichzeitig eingeleitete Sendungen verschiedener an dieselbe Leitung angeschlossener
Sendestellen nacheinander ablaufen zu lassen.
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Das Beispiel des Streckenblocksystems für eine eingleisige Strecke
sei mit der Schaltanordnung gemäß Abbildung erläutert, die für jede Station nur
diejenigen Relais zeigt, die für die Fahrrichtung von links (Station X) nach rechts
(Station 1') benötigt werden. Für die Gegenrichtung können die gleichen Schalteinrichtungen
in spiegelbildlicher Vertauschung nochmals angeordnet werden, sind aber zur besseren
Übersicht weggelassen. Es sind lediglich im Stromkreis des Relais Re auf Station
X einige Kontakte Aa und Va angedeutet, durch welche Abhängigkeiten für die beiden
Richtungen geschaffen werden können. Bei diesem Blocksystem finden im Verlauf einer
Zugfahrt folgende vier Blockvorgänge in der genannten Reihenfolge zwischen beiden
Zugmeldestellen statt:
| Vorgang i : Erlaubnisanforderung von X nach Y; |
| Vorgang 2: Erlaubniserteilung von Y nach X; |
| Vorgang 3: Vormeldung des Zuges von X |
| nach 1'; |
| Vorgang d: Rückblockung(Streckenfreimeldung) |
| von Y nach X. |
Andere Übertragungsvorgänge sind im Normalbetrieb nicht erforderlich. Infolgedessen
würde ein Codesystem mit nur vier verschiedenen Codezeichen ausreichen, die sich
z. B. durch die Impulskombinationen -- -I-, -f--, - -4-, -- unter-:cheiden können.
Zur Sendung dieser Codezeichen dienen die Relais
Co i,
Co 2, Co 3
und
Co d., denen auf der Empfangsseite vier Relais entsprechen, von denen
nur die Kontakte E z, E 2, E 3, E,4 dargestellt sind. Die eigentliche Übertragungseinrichtung
ist nicht dargestellt, da hierfür jedes beliebige, bekannte Verfahren angewendet
werden kann.
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Gemäß der Erfindung werden nun auf jeder Station Relais zur Speicherung
der abgegebenen und der empfangenen Blockaufträge angeordnet. Für die dargestellte
Fahrrichtung enthält die Station die z. B. als Stützrelais ausgebildeten Abgabespeicher
Aa für die Anforderungsabgabe (Vorgang i) und Va für die Vormeldungsabgabe
(Vorgang 3) sowie den Empfangsspeicher Ee für den Erlaubnisempfang (Vorgang 2) und
außerdem ein einfaches Schaltrelais Re für den Rückblockempfang (Vorgang 4.), auf
dessen besondere Speicherung verzichtet werden kann, da der Freimeldezustand indirekt
durch die Grundstellung aller anderen Speicherrelais herbeigeführt wird. In der
Station Y werden die Abgabespeicher Ea, für die Erlaubnisabgabe (Vorgang
z) und die Empfangsspeicher Ae für den Anforderungsempfang (Vorgang i) und Ve für
den Vormeldeempfang (Vorgang 3) benötigt, während ein einfaches Schaltrelais Ra
für die Rückblockabgabe (Vorgang,) genügt, da auch hier der Freigabezustand indirekt
durch die Grundstellung aller anderen Speicherrelais erhalten bleibt. Schließlich
ist auf jeder Station noch ein Schaltrelais S vorgesehen, das durch die Bedienung
der Blocktasten AaT (Anforderungsabgabe), EaT (Erlaubnisabgabe), RaT (Rückblockung)
bzw. durch Betätigung eines Relais Z (nicht dargestellt) durch die Achsen des ausfahrenden'
Zuge: eingeschaltet wird und dadurch die neuen Schaltzustände herbeiführt und die
jeweilige Blockübertragung einleitet.
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Bei einer Zugfahrt spielen sich dann die Schaltvorgänge in folgender
Weise ab: i. Es ist angenommen, daß die Signalwiederholungssperre l3'sp i und die
Abgabespeicher sich in Grundstellung l)efiriden. Bei Bedienen der Anforderungsabgabetaste
wird der Kontakt AaT i auf der Station X geschlossen, wodurch das Relais S_izum
Ansprechen kommt. Dieses schließt seinen Kontakt Sx i, der den Speicher
Aa über den ebenfalls -eschlossenen TastenkontaktAaT2 anschaltet. Hierdurch
wird auch der Kontakt Aa i geschlossen, und es erhält nun das Codesenderelais Co
i Strom und sendet entsprechende Impulse von X nach I'. Der empfangende Code betätigt
ein nicht dargestelltes Relais auf der Station Y, durch welches der Kontakt E i
geschlossen wird. Hierdurch kommt der Anforderungsempfangsspeicher Ae zum Ansprechen,
der durch seinen Kontakt Ae i das Ansprechen des Erlaubnisabgabespeichers Ea,
vor-
bereitet. Diese Speicherung Ae kommt aber nur zustande, solange die anderen
Speicherrelais sich in Grundstellung befinden. Auf Station X schaltet sich infolge
der Aa-Speicherung über den Kontakt Aal das Relais Sx wieder ab; das nach einer
gewissen Abfallverzögerung die Codesendung beendet. Außerdem bereitet sich durch
den Kontakt Aa 3 der Erlaubnisempfangsspeicher Ee vor, Schon an diesem Punkt
der Übertragung ist ersichtlich. wodurch die Sicherung gegen fehlerhafte Impulse
erzielt wird. Würde z. B. an der Station Y an Stelle des Impulses, der zum Schließen
des Kontaktes E i führt, der Impuls anlangen, der zum Schließen des Kontaktes E3
führt, so würde dies trotzdem keine Wirkung zur Folge haben, da der Stromkreis durch
den Kontakt Ea noch' unterbrochen ist. Ebenso- kann ein Codeimpuls, der das Schließen
des Kontaktes E a auf Station X zur Folge haben soll, nichts ausrichten, solange
der KontaktAa 3 nicht geschlossen ist. Ein Codeimpuls für das Schließen des Kontaktes
E4 würde wirkungslos bleiben, weil der Stromkreis durch den
Kontakt
ha 3 noch unterbrochen ist usw. Es wird also durch jeden mit einem -Codeimpulskontakt
in Reihe liegenden Vorbereitungskontakt der Codeempfang nur in der Reihenfolge ermöglicht,
wie für das Arbeiten der Relais durch die Natur der zu steuernden Sicherungseinrichtungen
vorgesehen Ist.
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2. Wird nun in Y die Erlaubnisabgabetaste bedient und damit der Kontakt
EaT r geschlossen, so zieht zunächst auch hier das Schaltrelais Sy an dann wird
- sofern .sich die Wiederholungssperre Wsp2 in Grundstellung befindet, also in Y
kein Ausfahrsignal betätigt worden ist - der Erlaubnisabgabespeicher Ea eingeschaltet,
der seinerseits den Anforderungsempfangsspeicher Ae mittels seines Rückstellmagneten
wieder in die Grundstellung bringt. Dadurch schaltet sich über den Kontakt Ea i
die Codesendung durch die Sender Co 2 von Y nach X ein, die nach verzögertem
Abfalldes Relais Sy beendet wird. In Y bereitet sich durch den Speicher Ea über
dessen Kontakt Eu 2
der Empfang der Vormeldung durch den Vormeldespeicher
he vor. In X bringt die durch da: nicht dargestellte Relais EZ empfangene
Codeübertragung durch den Kontakt E 2 den Erlaubnisempfang an dem Speicher Ee zustande,
und zwar nur, weil er infolge der Vorbereitung durch den Speicherkontakt Aa3 erwartet
wird. Nachdem der Erlaubnisempfang durch den Speicher Ee wirksam geworden ist, wird
das Ausfahrsignal freigegeben, und der Zug kann seine Fahrt beginnen. Die notwendigenAbhängigkeiten
hierfür sind bekannt und darum nicht dargestellt.
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3. Durch die Einwirkung der Achsen des ausfahrenden Zuges wird in
X ein nicht dargestelltes Zug-Vormelderelais Z betätigt, welches über Kontakt Z
i das Schaltrelais Sx und über den Kontakt Z.2 den Vormeldeabgabespeicher ha einschaltet.
ha bringt durch seinen Kontakt Va i das Rückstellrelais Ee io zum Ansprechen. Außerdem
wird über den Kontakt hat die Sendung des Codesenders Co 3 von
X nach Y bewirkt. Ferner bereitet er über den Kontakt hiz3 den Empfang
des Rückblockrelais Re vor. In Y schaltet der empfangene Code mittels des Relaiskontaktes
E 3 den durch den Speicher Ea bereits vorbereiteten Vormelde-Empfangsspeicher Ve
ein, der sofort über den Kontakt Ve i den Erlaubnisabgabespeicher Ea wieder zurückstellt
und über den Kontakt Vea den Stromkreis des Rückblockungsrelais Ra vorbereitet.
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q.. Nachdem schließlich der Zug einschließlich seines Schlusses die
Strecke geräumt und ein nicht dargestelltes RäumungsmelderelaisM in Y betätigt hat,
wodurch der Kontakt M i geschlossen wird, kann durch Bedienen einer Rückblocktaste
RaT i das Schaltrelais Sy und über Kontakt RaT z das Relais Ra erregt werden, wobei
auch die Haltstellung des Einfahrsignals geprüft werden kann. Dies geschieht über
einen Kontakt vot. Dieses Relais Rd stellt über seinen Kontakt Rat zuerst den Speicher
he zurück und schaltet dann über Kontakt Ra3 den Codesender Coq. ein. Der Codeempfang
in X bewirkt das Schließen des Relaiskontaktes E4. und bringt das durch den Kontakt
L'a3 vorbereitete Rückblockempfangsrelais 12e zum Anziehen. Dieses Relais stellt
den Speicher Va sofort zurück und wird dadurch selbst durch den Kontakt Va3 wieder
abgeschaltet. Danach ist auf beiden Stationen X und Y die Grundstellung der ganzen
Fernsteuereinrichtung wiederhergestellt, und das Spiel der vier Blockvorgänge mit
den Einspeicherungen der einzelnen Schaltzustände kann wahlweise von der einen oder
anderen Station her von neuem beginnen.
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Bei diesem Verfahren kann sich jeder einzelne Codeempfang nur dann
auswirken, wenn er durch die vorhergehende Speicherung eines Abgabespeichers vorbereitet
ist, also erwartet wird. Ein fehlerhaft eintreffender Code würde unwirksam bleiben.
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Ferner ist durch die Erfindung dafür gesorgt, daß ein gespeicherter
Codeempfang, dessen Zulässigkeit durch diese Speicherung geprüft ist, den bis zu
diesem Zeitpunkt eingeschalteten Abgabespeicher wieder zurückschaltet. Erst danach
soll in der betreffenden Schaltstelle (Stellwerk oder Zentrale) die beabsichtigte
Wirkung des Blockvorganges eintreten, damit die. vorgesehene Reihenfolge aller Schaltvorgänge
nicht gestört wird und die Blocksicherheit somit gewahrt bleibt. So soll z. B. die
Freigabe des Ausfahrsignals nicht nur von der vollzogenen Speicherung des Erlaubnisempfanges
Ee, sondern auch von der wieder beseitigen Speicherung der Erlaubnisanforderung
Aa
abhängig sein. Solche Abhängigkeiten sind nicht besonders dargestellt.
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Die beschriebene Einrichtung gilt als Beispiel für einen typischen
Anwendungsfall der Erfindung. Die dargestellte Schaltung zeigt die wichtigsten Abhängigkeiten
und verzichtet auf sonst noch notwendige oder zweckmäßige sicherungstechnische Ergänzungen.
Die Hauptmerkmale der Erfindung können in entsprechender Anwandlung der Schaltung
auch auf andere Fernsteuersysteme oder -aufgaben angewendet werden, denen eine bestimmte
Reihenfolge von Übertragungsvorgängen oder der regelmäßige Wechsel der Übertragungsrichtung
eigen ist. Eine besonders einfache Abart dieses Codesystems stellt z. B. die Übertragung
der Blockvorgänge für eine zweigleisige Strecke auf -inem einzigen Leitungskanal
dar. Hierbei kann es notwendig sein, das zufällig gleichzeitige Einschalten von
zwei unabhängig voneinander ablaufend-en. Blockvorgängen für jede Fahrtrichtung
dadurch zu verhüten, daß die eine Codesendung während der Belegung des Übertragungskanals
zunächst gesperrt wird, bis der andere Vorgang abgelaufen ist und sich gespeichert
hat.
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Eine weitere Abänderung kann insofern erwünscht sein, als fürBlockvorgängE,
die ausnahmsweise nicht in der normalen Reihenfolge stattfinden sollen, z. B. um
eine erteilte Erlaubnis unbenutzt zurückgeben zu können, eines der Codezeichen mehrfach
ausgenutzt wird, indem es vorzeitig, d. h. zu einem Zeitpunkt gesendet wird, zu
dem es normalerweise nicht erwärtet wird, und dann eine
andere Wirkung,
z. B. die Löschung der Erlaubnis, ausübt. Dies hat den Vorteil, daß ein weiteres,
z. B. fünftes Codezeichen, für diese Sonderaufgabe erspart wird. Ferner können Codezeichen,
die außer der Reihe gesendet werden, auch zu Ruf-oder Meldezwecken herangezogen
werden, ohne daß der regelmäßige Ablauf der Blockübertragungen dadurch gestört wird.