DE349972C - Schaltung fuer elektrische Eisenbahnstreckenueberwachung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN
AM U. MÄRZ 1922

. REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 349972 KLASSE 2Oi GRUPPE

James Bernard Regan in New York, V. St. A.

Schaltung für elektrische Eisenbahnstreckenüberwachung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Juni 1921 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Einrichtungen zur elektrischen Überwachung von Eisenbahnzügen. Es handelt sich hierbei um Einrichtungen, bei welchen die elektrische Energie auf dem zu überwachenden Zuge mitgeführt wird und bei welchen zwei durch elektrische Induktion wirkende Vorrichtungen vorgesehen sind, die mit zwei parallel zueinander und auf der Strecke, welche das

ίο Fahrzeug passiert, angeordneten Induktionsvorrichtungen zusammenarbeiten. Die auf der Strecke angeordneten Induktionseinrichtungen werden als Streckeninduktorien bezeichnet. Mit diesen Streckeninduktorien sind Mittel kombiniert, welche den Strom in einem von ihnen umkehren oder ihn gänzlich ausschalten, um auf diese Weise in den im Fahrzeug angeordneten Apparaten drei verschiedene Betriebszustände, nämlich den Klarzustand, den Achtungzustand und Gefahrzustand hervorzurufen, so daß dementsprechend es dem Zuge gestattet ist, entweder unter normalen Verhältnissen zu verkehren oder bei Achtungszustand mit einer verminderten und vorher bestimmten Geschwindigkeit, oder bei Gefahrzustand vollständig anzuhalten.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sind Zeichnungen beigefügt, und zwar zeigt:

Abb. ι die schematische Darstellung eines Streckenschemas,

Abb. 2 die schematische Darstellung des Schaltungsschemas für das Fahrzeug mit den hierzu benachbarten Teilen des Streckenschemas,

Abb. 3 eine Einzelheit von einem der Streckeninduktorien in Ansicht und

Abb. 4 eine ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 bezeichnet die Zahl 5 die Streckenbatterie, deren äußerer Stromkreis durch die Schiene 6, den Leiter 7, die Relaisspule 8, den Leiter 9 und die Schiene 10 gebildet wird. Das Streckenrelais-8 ist für gewöhnlich erregt oder in Tätigkeit. Durch diese Erregung wird für gewöhnlich ein Stromkreis geschlossen, welchen die Batterie 11, den Leiter 12, den Anker 13, den Kontakt 14, den Leiter 15, das Abstandsrelais 16 und den Leiter vj bilden.

Die Strecke entlang, entweder innerhalb der Schienen und parallel zueinander etwas unterhalb der Schienenlaufflächen oder, wie in Abb. 4

gezeigt, am Steg der Schiene in der Nähe des Schienenkopfes, sind die Streckeninduktorien 18 und 19 entweder mit oder ohne Eisenkern angeordnet. Es ist auch möglich, eine Spule aus zwei oder mehr Drähten zu benutzen, die, wie in Abb. 4 dargestellt, in unmittelbarer Nähe der Schienen lagern. Bei diesem Beispiel wird die Schiene dazu benutzt, den von den Induktorien 18 und 19 induzierten Strom zu verstärken.

Das Strecken- oder Heimatsrelais 8 steuert, indem es den Schalter 13 überwacht, das Abstandsrelais 16 und zugleich die Schalter 22 und 23, so daß, wenn das Streckenrelais 8 infolge der Anwesenheit eines Zuges innerhalb des durch die Streckenbatterie 5 überwachten Blockes oder Streckenabschnittes C gegenerregt wird, die Kontaktschalter 13, 22 und 23 fallen und die zugehörigen Stromkreise öffnen; in ao diesem Falle sind das das Streckenrelais 16 und die Erregerkreise oder Induktorien 18 und 19. In dem hinter dem Block D befindlichen Streckenabschnitt gestattet die Gegenerregung des Streckenrelais 16 den Kontaktschaltern 20 und 21 herunterzufallen und mit den Kontakten 30 und 31 in Verbindung zu treten; hierdurch wird das Induktorium 18 im Blocke B umpolarisiert, so daß in der von dem Fahrzeug getragenen Apparatur ein Achtungszustand entsteht, wie es nachstehend gleich erklärt wird. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise bei normalem Zustand der auf dem Fahrzeug befindliche Apparat (Fahrzeugapparat) beim Überschreiten der Induktorien 18 und 19 unbeeinflußt bleibt; dagegen in den Achtungszustand gelangt, wenn das Induktorium 18 umpolarisiert ist und schließlich auf Halt eingestellt wird, wenn der Stromkreis der Induktorien 18 und 19 geöffnet ist. Wäre z. B. ein Zug am Block C, so würde die Erregeranordnung 19 (Induktorium 19) im Block B einen Halt hervorrufen, während, das Induktorium im Block Λ einen Achtungszustand bestimmt.

Auf dem Fahrzeug ist nun ein Wechselstromgenerator aufgestellt, welcher durch die Leiter 33 und 34 Strom zu dem Feldanker 35 des Wechselstromrelais R mit dreifacher Schalterstellung schickt. Die Rückleitung des Stromes geht über 36 und 37. Bei ständig sich drehenden Generators ist der Feldanker 35 dauernd er-. regt.

Unter normalen Bedingungen, wie in Abb. 2 dargestellt, umfassen die Stromkreise für den Schalter 35¹ des Relais R den Generator 32, die Leiter 33 und 34, den Elektromagneten 38 und die Leiter 36, 37, wodurch ein Strom im Induktorium 19 erregt wird. Letzteres liegt in einem Stromkreis, der gebildet wird durch den Leiter 27, die Schalter 23, 21, den Kontakt 28, den Leiter 29, das Induktorium 18, den Leiter 24, den Kontakt 25, die Schalter 20 und 22 und den Leiter 26. Das Induktorium wird so erregt und beeinflußt seinerseits die auf dem Fahrzeug angeordnete Spule oder den Empfänger 39, wodurch über die Leiter 40 und 41 der Schalter 35 des Relais R gespeist wird. Unter diesen Stromverhältnissen hält der Schalter 35^x die Kontakte 43 und 61 in der Stellung, wie sie in Abb. 2 in vollen Linien ausgezogen angedeutet ist. Der Elektromagnet 47 wird durch einen Stromkreis erregt, welcher umfaßt: den Generator 32, die Leiter 33, 34 und 42, den Schaltarm 43, Kontakt 44, Leiter 45 und 46, den Elektromagneten 47 und die Drähte 48, 36 und 37. Der Elektromagnet 47 steuert das kombinierte Behälter- und Bremsventil 49, welches unter normalen Verhältnissen die Luft aus dem Häuptreservoir durch die Rohre 50 und 51 zu dem Führerbremsventil läßt und die Entlüftung der Luftbremse durch die Rohrleitung 52 nach der Rohrleitung 53 verhindert.

Sollte das Abstandsrelais 16 gegenerregt sein, wobei die Schalter 20 und 21 auf die Kontakte 30 und 31 umgelegt sind und so die Umkehr des nach dem Schalter 35 ^l fließenden Stromes hervorrufen, so werden die Kontaktarme 43 und 61 die äußerste strichpunktiert angedeutete Rechtsstellung einnehmen; hierbei liegt der Arm 43 am Kontakt 54 an, so daß der Geschwindigkeitskontroller 5 in Serie mit dem Elektromagneten 47 gelangt und verhindert, daß sich der Zug mit einer anderen als einer vorausbestimmten Geschwindigkeit durch den entsprechenden Achtungsblock bewegt. Der betreffende Stromkreis umfaßt den Generator 32, die Leiter 32, 34 und 42, den Schaltarm 43, den Kontakt 54, den Draht 55, den Kontakt 56, den Schalter 57 des Geschwindigkeitskontrollers S, den Kontakt 58, den Draht 46, den Elektromagneten 47 und die Drähte 48, 36 und 37. Nehmen wir nun an, der Zug fährt weiter und gelangt in die Gefahrstrecke, wo das Streckenrelais 8 gegenerregt ist und die Schalter 22 und 23 offen sind; es kann dann kein Strom von dem Empfänger 19 zu dem Geber 18 gelangen, und daher wird auch kein Strom nach dem Schalter 35¹ "des Relais R fließen. Unter diesen Bedienungen gehen die Arme 43 und 61 in die mittlere punktierte Stellung, öffnen den Stromkreis nach dem Elektromagneten 47 vermittels des Armes 43, während der Kontaktarm 61 an dem Kontakt 60 anliegt, und zwar zu dem sogleich zu erklärenden Zwecke. Zu gleicher Zeit überbrückt der Geschwindigkeitskontroller S die Kontakte 57, 58 und vermittels seines Schalters 73. die Kontakte 72 und 74.

Damit ein Weiterfahren möglich ist, ist es wichtig, daß der Maschinenführer den Auslöseschalter 65 niederdrückt. Hierdurch wird folgender Stromkreis geschlossen: Generator 32, Leiterdrähte 33, 34, 42, 59, Kontakt 60, Schaltarm 61, Draht 62, Elektromagnet 63, Draht 64,

Handsehalter 65, Kontakt 66 und die Drähte 67» Ά 36 ^und 37- Auf diese Weise ist der Elektromagnet 63 erregt, zieht seine zugehörigen Kontaktarme 70 und 78 an und schaltet die Kontakte 77 und 69 ein. Der Auslöseschalter 65, welcher nur zeitweilig geschlossen zu werden braucht, kann jetzt geöffnet werden. Hierdurch wird der nachstehend näher bezeichnete Stromkreis geschlossen, um den Elektromagneten 47 zu erregen und hierdurch die entsprechenden Ventile in ihre Normalstellungen umzusteuern. Der genannte Stromkreis umfaßt: Generator 32, Drähte 33, 34, 42 und 68, Kontakt 69, Schaltarm 70, Draht 71, Kontakt 72, Schalter 73,

t5. Kontakt 74, Drähte 75 und 46, Elektromagnet 47 und die Drähte 48, 36 und 37. Der Elektromagnet 63 wird auch noch in Erregung gehalten, nachdem der Auslösehebel 65 betätigt wurde, und zwar durch den nachfolgend näher bezeichneten Stromkreis und bis der Schalter 35^x durch den das Induktorium enthaltenden Stromkreis erregt ist. Dieser Stromkreis umfaßt: Generator 32, Drähte 33, 34, 42 und 59, Kontakt 60, Schaltarm 61, Draht 62, Elektromagneten 63, Leiter 79, Schalter 78, Kontakt 77 und die Drähte 76, 67, 48, 36 und 37.

In dem Augenblick, wo der Zug weiterfahren kann, und der Strom seinen normalen Weg verfolgt, wird der Schalter 35 * des Relais 35 erregt und seine Schaltarme 43 und 61 in die voll ausgezogene Stellung übergeführt, der den Magneten 63 enthaltene Stromkreis geöffnet, und die Schaltarme 70 und 78 fallen von ihren Kontakten 69 und 77 ab, während der Elektromagnet 47 durch seinen normalen Stromkreis in Erregung gehalten wird, wobei der Geschwindigkeitskontroller abgeschaltet ist. Hierdurch kann der Zug ohne weitere Beschränkung weiterfahren.

Aus der Abb. 4 ergibt sich, daß die Drähte 24¹ und 29¹ von einer Isolation 18¹ umgeben und unmittelbar unter der Schienenlauffläche gelagert sind, so daß, wie oben erwähnt, der Schienenkopf zur Verstärkung 'des in den Drähten 24¹ und 29¹ induzierten Stromes dient. In diesem Falle sind die Spulen 38 und 39 dicht über dem' Schienenkopf angeordnet anstatt innerhalb der Schienen gemäß Abb. 2.
Die beiden für die Spulen des Induktoriurns 18 und 19 verwendeten Drähte sind so auf den Spulenkern aufgewickelt, daß sie an ein und demselben Ende austreten, und da dieselben untereinander verbunden sind durch das Relais 8, so entsteht ein in sich selbst geschlossener Stromkreis; wird aber das Relais 8 gegenerregt, so sind die beiden Spulen voneinander getrennt, während bei nichterregtem Relais "16 die zu der Spule 18 führenden Drähte gerade umgekehrt zu der normalen Stellung angeschlossen sind, so daß auch der Strom in entgegengesetzter Richtung fließt. Sollte hiernach der Zug mit der beschriebenen Apparatur ein Achtungssignal erhalten haben, so empfängt er hierauf ein klares und uneingeschränktes Vorwärtssignal, das Dreiwegerelais wird in seine normale Stellung übergeführt, dementsprechend wird der Elektromagnet 47 erregt und der Geschwin-. digkeitskontroller S ausgeschaltet; der Zug kann ; dann ohne _ jede Einschränkung in seiner Ge-J schwindigkeit weiterfahren. Wenn nun auch ein besonderes Schaltungsschema zur prak- ^: tischen Betätigung der Zugkontrolle beschrieben ist, so ist doch die Erfindung keineswegs auf Einzelheiten dieser Schaltung beschränkt; vielmehr lassen sich hier noch viele Abänderungen vornehmen, die alle innerhalb der Erfindung liegen. Und wenn hier eine doppelte Strecken- ■ kontrolle gezeigt ist, so ist damit noch keinesj wegs eine Beschränkung gerade hierauf ausgesprochen, ebenso gut wie auch mit Abänderungen, zu denen man leicht gelangt, eine einfache Zugkontrolle durchgeführt werden kann. Eine mit der erfundenen Schaltung ausgerüstete Lokomotive kann vorwärts und rückwärts laufen oder sie kann gedreht werden. Die Apparatur ,wird stets gleich zuverlässig arbeiten. Läuft z. B. eine Lokomotive vorwärts, so beeinflußt das Induktorium38 als Geber das Induktorium oder den Empfänger 19, und das Induktorium 18 wirkt als Geber auf 39. Wird aber die Maschine gedreht, so wird 18 zum Empfänger und das Induktorium 19 zum Geber im Verhältnis zu 39.

Es kann auch gefordert werden, daß die Züge nur mit einer bestimmten niedrigen Geschwindigkeit weiterfahren dürfen. Wenn die Geschwindigkeit des Zuges bis auf 5 km pro Stunde herabgesetzt wird, so kann es zweckmäßig sein, ihn so auszulösen, daß er nur mit jener bestimmten niedrigen Geschwindigkeit weiterfahren kann, ohne überhaupt anhalten zu müssen. Das läßt sich dadurch erreichen, daß j der Auslöseschalter dann eingerückt wird, j wenn, die bestimmte niedrige Geschwindigkeit erreicht ist, d. h. jene bestimmte niedrige Geschwindigkeit, welche den Schluß der Kontakte 72 und 74 des Geschwindigkeitskontrollers zuläßt, so daß dann durch das Einwerfen des Auslöseschalters 65 das Relais 63 erregt werden kann.

Es ist anzustreben, daß die Windungen der Induktorien 18 und 19 immer in derselben Richtung verlaufen wie z. B. in Abb. 3 angedeutet. Nimmt man an, daß die Enden 24 und 29 miteinander zu verbinden sind, dann würde immer der nämliche Draht in derselben Richtung nach dem entsprechenden Ende von 18 laufen, so daß auf diese Weise die beiden Drahtenden an demselben Ende des Kernes von 18 austreten.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Anordnung keine Notwendigkeit für die Anwen-

dung von Streckenbatterien oder Generatoren zur Beeinflussung der Lokomotivapparatur besteht, dort, wo das Überwachungssystem in Verbindung mit dem Blocksignalsystem eingebaut wird, bedarf es keiner Streckenenergie. Wenngleich die Induktorien 18 und 19 in paralleler Anordnung zueinander und zu den Schienen dargestellt sind, ist es doch möglich, sie abwechselnd auf die Außenseite der Schienen zu verlegen wie bei den mechanischen elektrischen Rampenkonstruktionen oder über die ganze Länge eines Blockes zu erstrecken und, wenn es heißt, daß die Induktorien parallel angeordnet sind, so ist darunter nicht zu verstehen, daß sie notwendigerweise parallel sein müßten; vielmehr können sie einen Winkel miteinander bilden, sofern das als zweckmäßig erachtet werden sollte.

Claims (11)

1. Patent- Ansprüche :

   i. Schaltung für elektrische Eisenbahnstreckenüberwachung, gekennzeichnet durch zwei zweckmäßig parallel zu den Schienen angeordnete Streckeninduktorien, die stromleitend miteinander verbunden werden können und zwei durch ein Fahrzeug getragene Induktorien (Fahrzeuginduktorien), die von einer im Fahrzeug angeordneten Stromquelle gespeist werden und mit Zugsteuerungsmitteln in Verbindung stehen, die durch die Gesamtheit der Induktorien beeinflußt werden.
2. 2. Zugüberwachungsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Streckeninduktorien der Stromverlauf umgekehrt wird und hierdurch auf dem Zug angeordnete Mittel zur Herab-Setzung der Zuggeschwindigkeit betätigt werden zum Zwecke der Schaffung eines Achtungszu-.tandes.
3. 3. Zugüberwachungsschaltung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein auf dem Zug angeordnetes Relais, welches von einem der Fahrzeuginduktorien gesteuert wird, wobei die Zugüberwachungsmittel unter der Einwirkung der Zugrelais stehen.
4. 4. Zugüberwachungsschaltung nach An-Spruch ι und 2, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitskontroller, der dann "auf die Zugsteuerungsmittel einwirkt, wenn der Stromfluß geändert oder unterbrochen wird.
5. 5. Zugüberwachungsschaltung nach An-Spruch 1, gekennzeichnet durch. ein Dreistellungsrelais, das an eines der Fahrzeuginduktorisn angeschlossen ist und die Zugsteuerungsmittel der Beeinflussung durch das Zugsteuerungsrelais unterstellt.
6. 6. Zugüberwacbungsschaltung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen von Hand angetriebenen Schalter und eine elektrische Hifssteuerung zum Schließen des Stromes zwischen der Fahrzeugstromquelle und den Zugsteuerungsmitteln, nachdem die letzteren den Zug selbsttätig auf Halt gestellt haben.
7. 7. Eine Schaltung nach Anspruch 1 bis 6, umfassend zwei Streckeninduktorien, ein Streckenrelais, ein Abstandsrelais, Strom-Schlußmittel, die unter der Einwirkung beider Relais zur Steuerung des in beiden Induktorien fließenden Stromes dienen, einen durch das Fahrzeug getragenen Mechanismus, der enthält eine Stromquelle, zwei Fahrzeuginduktorien, die mit den beiden Streckeninduktorien zusammenarbeiten, Stromsteuerungsmittel, die unter der Einwirkung der genannten Fahrzeuginduktorien stehen und Mittel zur Zugsteuerung, die von den Stromsteuerungsmitteln abhängen.
8. 8. Eine Schaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen elektrisch be- tätigten Geschwindigkeitskontroller, der bei Umkehr des Stromes in dem Streckenrelais in Tätigkeit tritt.
9. 9. Eine Schaltung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen von Hand betätigten Schalter, der die Zugsteuerungsmittel anschließt, wenn dieselben den Zug go selbsttätig auf Halt gebracht haben.
10. 10. Eine Schaltung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Hilfseinrichtung, die durch das Zugrelais gesteuert wird, um die Hifseinrichtung dann in Tätigkeit zu halten, wenn der Handschalter ausgelöst worden ist.
11. 11. Eine Schaltung nach den Ansprücheni bis 10, umfassend eine auf dem Zug angeordnete Stromquelle, zwei Fahrzeuginduktorien, zwei Streckeninduktorien, die parallel zueinander auf der Strecke angeordnet sind und über welche die Fahrzeuginduktorien sich hinwegbewegen, mit den Streckeninduktorien in Verbindung stehenden Mitteln zur Stromumkehr in einem derselben und zur gänzlichen Stromunterbrechung, tun so in der von dem Fahrzeug getragenen Apparatur die Zustände »Klar«, »Achtung«, »Gefahr« hervorzurufen, die ihrerseits es ermöglichen, daß der Zug unter normalen Verhältnissen weiterfährt oder eine vorausbestimmte Geschwindigkeit bei »Achtung« annimmt oder bei »Gefahr« angehalten wird.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen.