DE463645C - Selbsttaetig wirkende Zugsicherungseinrichtung auf induktivem Wege - Google Patents

Description

Die bestehenden Zugsicherungsvorrichtungen, die auf induktivem Wege mittels eines Elektromagneten auf dem Fahrzeug und einer Zahnschiene als Anker auf der Strecke Relais auf dem Fahrzeug zum Ansprechen bringen, arbeiten in der Weise, daß sie stets ein Abschalten der Triebkraft und eine Bremsung des Zuges beim Passieren einer mit einem Haltsignal verbundenen Zahnschiene veranlassen, gleichgültig welche Fahrgeschwindigkeit der Zug hat.

Dadurch werden nur sehr wenige Betriebsfälle berücksichtigt.

Ist bei den bestehenden Systemen die Zahnschiene in einer solchen Entfernung vom Haltsignal aufgestellt, daß ein Zug bei mittlerer Fahrgeschwindigkeit gerade am Hauptsignal zum Stehen kommt, so überfährt er hei hohen Fahrgeschwindigkeiten das Haltsignal oder gar den Gefahrpunkt, während er bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und Verwendung mehrerer Beeinflussungspunkte zu zeitig zum Stehen kommt.

Letztere Erscheinung kann zu unerwünschten Betriebsstörungen führen, wenn das Signal unerwartet auf »Fahrt« gestellt wird, da die bestehenden Vorrichtungen nur eine Schnellbremsung vorsehen.

Das Eintreten einer Zugbeeinflussung ist bei den bestehenden Systemen nur von der Stellung der Haltsignale und Lage der Beeinflussungspunkte abhängig.

Im Gegensatz hierzu sind bei vorliegender Erfindung die Zahnschienen und die Teile auf dem Fahrzeug so ausgebildet, daß Eintreten und Art der Bremsung außer von der Signalstellung und Lage des Beeinflussungspunktes auch von den örtlichen Verhältnissen, der Fahrgeschwindigkeit, der Zuggattung und der Bremstonnenzahl des Zuges abhängig sind. Es kann also durch vorliegende Erfindung die richtige Fahrweise des Führers vollkommen ersetzt werden.

Außer zur Zugsicherung an Haltsignalen dient diese Vorrichtung auch zur Sicherung 4-5 gefährdeter Streckenabschnitte, also zur Streckenbeeinflussung, worauf später noch näher eingegangen werden soll.

Die Vorrichtung ist zum Einbau auf Dampf- und elektrischen Strecken geeignet.

Eine Kraftquelle auf der Strecke ist nicht erforderlich.

Die Beeinflussungspunkte vorliegender Erfindung sind von verschieden starker Wirkung, und zwar so. daß die Anker in der Xähe des Haltsignals bei kleineren Fahrgeschwindigkeiten beeinflussend wirken als die in der Nähe des Vorsignals. Ferner lassen sich die einzelnen Beeinflussungsanker für bestimmte Geschwindigkeiten eichen, bei denen eine Betriebsbremsung einsetzt, und für Geschwindigkeiten, bei denen eine Schnellbremsung erfolgt. Diese Grenzgeschwindigkeiten sind für jeden Beeinflussungspunkt

verschieden groß und von der normalen Fahrcharakteristik zwischen Vor- und Haltsignal abhängig.

Durch diese Maßnahme und die Abhängigkeit der Beeinflussung und Bremsung von Zuggattung und Bremstonnenzahl wird erreicht, daß selbsttätige Betriebsbremsungen nur dann erfolgen, wenn die zulässigen Geschwindigkeiten überschritten werden, Schnellbremsungen nur erfolgen, wenn es im Interesse der Sicherheit notwendig ist, und die Züge aller Gattungen bei allen Fahrgeschwindigkeiten und Betriebsfällen durch die gleiche Einrichtung auf dem Fahrzeug in der Nähe des Haltsignals zum Stehen gebracht werden. Als Zugbeeinflussungsvorrichtung an Langsamfahrstellen wirkt die Vorrichtung ähnlich. Die Beeinflussungsanker lassen sich für jede beliebige Auslösefahrgeschwindigkeit eichen. Wird diese etwas überschritten, so erfolgt eine Betriebsbremsung, wird sie stark überschritten, so erfolgt eine Schnellbremsung. Eine Kraftquelle auf der Strecke ist auch hier nicht nötig. Durch die Anpassungsmöglichkeit der Einrichtung auf der Lokomotive an die Zuggattung können für schnell und langsam fahrende Züge die gleichen Beeinflussungspunkte verwendet werden.

Um bei ungleichen Zuggattungen trotzdem gleiche Wirkungen zu erzielen, was für Langsamfahrstrecken manchmal besonders erwünscht ist, finden als Beeinflussungspunkte für diesen Zweck besonders gezahnte Anker Verwendung, die später noch näher ■ 35 beschrieben werden sollen.

Als Streckenbeeinflussungsvorrichtung an Gefahrpunkten wirkt die Einrichtung so, daß bei Annäherung des Zuges an Bahnübergänge, Baustrecken usw. durch die Einrichtungen auf dem Fahrzeug selbsttätig Alarm- und Sicherungsvorrichtungen auf der Strecke in Tätigkeit gesetzt werden, und zwar bei schnell fahrenden Zügen früher als bei langsam fahrenden.

Die Zeichnung zeigt schaubildlich die Anordnung der Einrichtung auf Fahrzeug und Strecke.

Unter dem Fahrzeug ist ein mit Zähnen versehener Magnet 1 angebracht, welcher eine von einer Gleichstrommaschine 4 gespeiste Erregerwicklung 2 und eine von dieser getrennte Arbeitswicklung 3 trägt. Der Lokomotivmagnet ist der Abnutzung der Radreifen ensprechend einstellbar befestigt. Im Erregerkreis befindet sich eine Schutzdrosselspule 5. Die Kontrollampe 6, welche über das Halterelais 7 gespeist wird, zeigt an, ob der Generator Spannung liefert und die Erregerwicklung in Ordnung ist. Passiert das Fahrzeug eine Beeinflussungsstelle, so wird in der Arbeitswicklung 3 in folge des wechselnden magnetischen Leitwerts ein Wechselstrom induziert, der die Höchststromrelais 8 und 9 speist. Diese sind für bestimmte Auslösestromstärken geeicht.

Das Relais für Triebkraftabschaltung und Betriebsbremsung 8 löst bei niedriger, das Relais für Schnellbremsung 9 bei höherer Stromstärke aus. Die Größe des induzierten Stromes ist von der Fahrgeschwindigkeit und Wirksamkeit des Beeinflussungsankers abhängig.

Die Windungszahl der Auslöserelais kann durch einen Umschalter 10 (G.-P.-Wechsel) verändert werden, wodurch die gleiche Einrichtung in Güter- und Personenzügen verwendet werden kann.

Durch Veränderung eines Regulierwiderstandes 11, der eine Skala mit Bremstonnenteilung besitzt, kann die Auslösestromstärke entsprechend der jeweiligen Bremstonnenzahl des Zuges eingestellt werden. Das hat zur Folge, daß die durch einen Beeinflussungsanker festgelegte relaisauslösende Zuggeschwindigkeit in gewissen Grenzen geändert werden kann.

Ist die Bremstonnenzahl des Zuges groß, so wird der Regulierwiderstand auf einen kleinen Wert eingestellt. Die in der Wicklung 3 beim Überfahren eines Beeinflussungspunktes induzierte Spannung erzeugt daher einen größeren Strom, der eine Betriebs- oder Schnellbremsung schon bei einer kleineren Zuggeschwindigkeit als bei der an diesem Beeinflussungspunkt sonst normalen ein'¹-leitet.

Bei kleinerer Bremstonnenzahl wird der Widerstand 11 auf einen höheren Wert eingestellt, wodurch kurze und leichte Züge später gebremst werden. Ihr Bremsweg ist kürzer, sie können daher ihre Fahrgeschwindigkeit länger beibehalten. Dadurch werden bei unerwarteter Freigabe von Haltsignalen unnötige Verzögerungen vermieden.

Sind die Rückwirkung einer Beeinflussungsschiene und die Fahrgeschwindigkeit so bemessen, daß beim überfahren des Beeinflussungspunktes das Höchststromrelais 8 anspricht, so wird der Relaisanker vorübergehend angezogen, eine Bremsung eingeleitet und die Triebkraft abgeschaltet. Dies kann durch Vermittlung von besonderen Ruhestromrelais oder, wie hier gezeichnet, durch die Höchststromrelais direkt geschehen.

In diesem Falle wird der Hebel des Betriebsbremsventils 12 freigegeben und von einer Feder heruntergezogen. Wie hier gezeichnet, wird der Steuerstromkreis geöffnet und bei elektrischen Fahrzeugen durch Stromloswerden des Steuerstromhilfsschützes die Triebkraft abgeschaltet. Bei Dampfmaschinen kann die öffnung des Stromkreises be-

nutzt werden, um ein Relais zum Abfallen zu bringen, das die Schließung des Reglers in bekannter Weise veranlaßt. Durch Abfallen des Hebels 12 werden auch die Kontakte 13 freigegeben und die Kontakte 14 überbrückt. Die Kontrollampe 15 erlischt, die rote Alarmlampe 16 leuchtet auf, und der Zähler 17 verzeichnet das Ansprechen der Einrichtung.

Gleichzeitig öffnet sich das Ventil 12 der Betriebsbremsluftleitung, die durch Vermittlung des Führerbremsventils oder eines Relais eine bestimmte Luftmenge ins Freie strömen läßt und eine Betriebsbremsung hervorruft.

Erfordern Zuggeschwindigkeit und der gerade vorliegende Betriebsfall eine Schnellbremsung, so erreicht der Auslösestrom einen solchen Wert, daß außer Relais 8 auch das Höchststromrelais 9 seinen Anker anzieht.

Das Schnellbremsventil 18 wird geöffnet, die Luft der Hauptleitung strömt ins Freie und veranlaßt so eine Schnellbremsung.

Will der Führer nach Ansprechen des Schnellbremsrelais die Fahrt fortsetzen, so bedient er den Rückschalthebel 19, bevor er die Hauptleitung auffüllt. Durch \^rerrnittlung des Rückschaltzylinders 20 wird dann das Schnellbremsventil 18 wieder in seine Abschlußstellung gebracht.

Der Kolben des Rückschaltzylinders 20 wird durch eine Feder in seine Ruhelage zurückgebracht, wobei die Luft durch eine Düse im Kolben entweicht.

Die Beeinflussungsschiene 22 für den Schutz von Langsamfahrstrecken besitzt keine Wicklung und ist durch ihre Zahnhöhe für eine bestimmte Auslösegeschwindigkeit geeicht (in dem gezeichneten Fall für 30 km/Std.). Hat der Zug an dieser Stelle eine etwas höhere Fahrgeschwindigkeit, so erfolgt eine Betriebsbremsung, hat er eine bedeutend höhere Fahrgeschwindigkeit, so erfolgt eine Schnellbremsung.
Die Beeinflussungsschienen 23 und 24 wirken in Verbindung mit Signalen. Sie tragen Kurzschlußvorrichtungen, die über einen Schalter am Hauptsignal bei freier Fahrt geschlossen werden.

Bei haltzeigendem Signal ist der Stromkreis geöffnet. Es werden bei Vorbeifahrt des Zuges am Beeinflussungspunkt die normalen Wechselströme im Magneten 1 induziert.

Bei Signal auf »Fahrt«, also geschlossenen Kurzschlußki eis, bleibt der induzierte Relaisstrom unterhalb seines Auslösewerts.

Je nach der Beschaffenheit der Strecke können zwischen Vor- und Hauptsignal beliebig viele Beeinflussungsanker aufgestellt werden.

Wie bereits erwähnt, ist jeder Beeinflussungspunkt für eine andere Auslösegeschwindigkeit geeicht, und zwar wird die Auslösegeschwindigkeit um so kleiner, je näher der betreffende Beeinflussungsanker am Hauptsignal steht.

Dadurch erfolgt in der Nähe des Hauptsignals schon bei kleinen Zuggeschwindigkeiten eine Bremsung, in der Nähe des Vorsignals erst bei hohen Geschwindigkeiten, wie es der richtigen Fahrweise entspricht.

Ob eine Betriebs- oder Schnellbremsung erfolgt, hängt von dem Maße ab, um welches die an der betreffenden Stelle noch zulässige Fahrgeschwindigkeit überschritten wird.

Die Wirkungsweise der Zugbeeinflussungsvorrichtung soll noch durch einige Beispiele näher erläutert werden.

a) Ein Güterzug soll eine Brücke mit einer Höchstgeschwindigkeit von 30 km/Std. über- So fahren. Vor der Brücke ist ein entsprechender Beeinflussungsanker zwischen den Schienen aufgestellt. Der Schalter 10 steht auf seiner Güterzugstellung, die Windungen des Relais 8 und 9 sind also voll eingeschaltet. Es genügen daher schon kleine Fahrgeschwindigkeiten und damit verbundene kleine Wechselspannungen in der Wicklung 3, um die Relais auszulösen.

Bei einer Fahrgeschwindigkeit vom 35 km-Std. erhält der Zug eine Betriebsbremsung, bei einer Geschwindigkeit von 45 km/Std. eine Schnellbremsung. Gleichzeitig wird die Triebkraft des Fahrzeuges abgeschaltet, die Kontrollampe erlischt, die rote Alarmlampe leuchtet auf, der Führer wird gewarnt, und der Zähler verzeichnet das Ansprechen der Einrichtung.

bj Ein normaler Personenzug nähere sich einem haltzeigenden Signal, das vom Führer nicht beachtet wird.

Zwischen Vor- und Hauptsignal sind mehrere Beeinflussungspunkte aufgestellt, die für bestimmte Zuggeschwindigkeiten geeicht sind. Sie seien so gewählt, daß keine Beeinflussung stattfindet, wenn die Zuggeschwindigkeit 100 m hinter dem Vorsignal 70 km/Std., 350 m vor dem Hauptsignal 40 km/Std. und 150 m vor dem Hauptsignal 15 km/Std. beträgt.

Die Zuggeschwindigkeit beträgt 90 km/Std. Der Relaisauslösestrom ist der Bremstonnenzahl entsprechend eingestellt und der Umschalter für die Relaiswindungen steht auf seiner Personenzugstellung.

Dann erhält der Zug beim überfahren des ersten Beeinflussungspunktes eine Betriebsbremsung und Triefokraftabschaltung, die Geschwindigkeit sinkt und ist 350 m vor dem Hauptsignal noch 75 km/Std. groß. Hier erfolgt eine Schnellbremsung, und der Zug kommt in der Xähe des Haltsignals zum Stehen.

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Oder die Zuggeschwindigkeit betrage 5okm/Std. Der erste Zahnanker beeinflußt den Zug noch nicht. Am zweiten Punkt erfolgt die selbsttätige Triebkraftabschaltung und Betriebsbremsung. Die Alarmlampe macht den Führer aufmerksam. 200 m vor dem Hauptsignal wird die Strecke unvermutet freigegeben, der dritte Beeinflussungspunkt ist kurzgeschlossen und wirkt auf den ίο Zug nicht mehr ein, der Führer löst die Bremse und kann so unnötige Verspätungen vermeiden.

Die Beeinflussungsanker auf der Strecke sind für bestimmte Auslösegeschwindigkeiten geeicht. Diese Eichung wird erreicht durch Verwendung von Zahnankern mit einer bestimmten, für die einzelnen Beeinflussungspunkte ungleichen Zahnhöhe.

Damit ist bei Zugbeeinflussung die Größe der induzierten Spannung, also auch die Größe des in der Wicklung 2 erzeugten Auslösestroms bestimmt, der, wie bereits erläutert, immer einer bestimmten Zuggeschwindigkeit entspricht.

Bei Streckenbeeinflussung ändert sich durch die genannte Maßnahme die im Streckenrelais 26 auftretende Stromstärke, somit auch die Bedingungen für die Auslösung des Streckenrelais und indirekt die für die Auslösung gewünschte Zuggeschwindigkeit.

Die Beeinflussungspunkte sind zwischen den Schienen profilfrei aufgestellt und können ebenso wie der Lokomotivmagnet 1 beliebig viele Zähne erhalten (in der Zeichnung sind nur einige Zähne angedeutet), wobei für normale Zwecke die Zahnteilungen des Lokomotivmagneten und der Streckenanker übereinstimmen.

Bei der gleichen Beeinflussungsschiene erhält ein auf »Güterzug« eingestelltes Fahrzeug infolge der größer eingestellten Windungszahl schon bei kleinerer Geschwindigkeit eine Bremsung als eine auf »Personenzug« umgeschaltete Maschine.

Will man erreichen, daß beide Zuggattungen bei der gleichen Fahrgeschwindigkeit selbsttätig abgebremst werden(z. B. bei Langsamfahrstrecken), so wird die Zahnteilung der Streckenanker kleiner gewählt als die des Lokomotivmagneten.

Dadurch wird erreicht, daß der induzierte Wechselstrom eine höhere Frequenz erhält. Die für Güterzugforderung eingestellte Vorrichtung besitzt wegen ihrer größeren Relaiswindungszahl eine bedeutend größere Selbstinduktion als die mit Personenzugeinstellung arbeitende Einrichtung. Der induktive Widerstand wirkt sich hier infolge der höheren Frequenz viel stärker aus, das Fahrzeug muß also eine entsprechend höhere Fahrgeschwindigkeit annehmen (der induzierte Strom steigt mit ' der Fahrgeschwindigkeit), damit der induzierte Strom seinen Auslösewert erreicht.

Die Auslösezeit für bestimmte Geschwindigkeiten wird durch entsprechende Wahl der Zahnschienenlänge festgelegt.

Zur Vermeidung von Einschaltüberspannungen in der Magnetwicklung werden die Zähne an den Ankerenden mit allmählich abnehmender Höhe ausgeführt.

Sollen bei Rangierfahrten Haltsignale absichtlich überfahren werden, so wird mittels eines Spezialschlüssels vom Rangierleiter ein Schalter 21 auf dem Fahrzeug geöffnet oder vom Führer ein Wachsamkeitshebel betätigt, wodurch die Einrichtung vorübergehend abgeschaltet wird. .

Der Zahnanker 25 dient zur Streckenbeeinflussung, kann aber auch gleichzeitig zur Zugbeeinflussung an Langsamfahrstellen mitbenutzt werden.

Der bei Vorbeifahrt des Zuges in der Wick- J lung induzierte Strom bringt ein Strecken- l|H relais 26 zum Ansprechen, das eine Warnungsoder Sicherungsvorrichtung27 (Hupe, Glocke, Lichtsignal, Schrankenschließ-, Signalschließvorrichtung usw.) in Tätigkeit setzt.

Die elektrischen Größen der Wicklung und die Zahnhöhen können hierbei so bemessen werden, daß entweder beim Überfahren des Beeinflussungspunktes die Ankerwicklung als Kurzschlußwicklung wirkt und eine Bremsung verhindert oder aber eine Bremsung bei einer bestimmten Geschwindigkeit einsetzt. Dann wirkt der Streckenbeeinflussungsanker gleichzeitig auch als Zugbeeinflussungspunkt. Als reine Streckenbeeinflussungspunkte können die Anker durch die genannten Mittel auch für bestimmte Fahrgeschwindigkeiten geeicht werden, bei denen das Streckenrelais anspricht. "

Es lassen sich daher für besondere Zwecke Streckenbeeinflussungspunkte verwenden, die bei kleinen Fahrgeschwindigkeiten in Tätigkeit treten und solche, die erst bei den mittleren Personenzuggeschwindigkeiten das Streckenrelais beeinflussen.

Zur Sicherung von Bahnübergängen wird dann beispielsweise in größerer Entfernung vom Übergang ein Streckenanker für Personenzugauslösung und in kleinerer Enfernung ein solcher für Güterzugauslösung aufgestellt. Beide Streckenanker stehen mit dem gleichen Streckenrelais in Verbindung. Auf diese Weise kann die Sicherung des Bahnüberganges entsprechend der Zuggattung, also auch entsprechend der Zeit, die der Zug bis zur Erreichung des Überganges braucht, früher oder später erfolgen.

Bedeutet der Bahnübergang für den Zug eine besondere Gefahrenquelle, so können die Streckenanker gleichzeitig dazu benutzt wer-

den, um bei Überschreitung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit den Zug an dieser Stelle selbsttätig abzubremsen.

Steht keine elektrische Kraftquelle auf der Strecke zur Verfugung, so kann die Betätigung der Sicherungs- oder Alarmvorrichtungen rein mechanisch (Feder- oder Gewichtsantrieb) erfolgen.

Eine ähnliche Anordnung der beschriebenen Einrichtung kann dazu benutzt werden, daß die Sicherungsvorrichtung nach einer bestimmten Zeit selbsttätig in ihre Ruhelage zurückkehrt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Selbsttätig wirkende Zugsicherungseinrichtung auf induktivem! Wege zur Betriebsund Schnellbremsung bzw. Abschaltung der Triebkraft mittels eines auf dem Fahrzeug angeordneten, in einem Ruhestromkreis liegenden Elektromagneten, dessen andere Wicklung (Impulswicklung) durch einen auf der Strecke befindlichen gezahnten Anker beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilig gewünschte Zuggeschwindigkeit durch die Zahnhöhe des Beeinflussungsankers (22, 23, 24, 25) bestimmt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Windungszahl der Relais (8, 9) zwecks Verwendung für alle Zuggattungen ein Umschalter (10) angeordnet ist.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösestromstärke der Relais (8 und 9) durch einen Regulierwiderstand (11) mit Bremstonnenstufung verändert wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnteilung des Streckenzahnankers (22) kleiner ist als die des Lokomotivmagneten (1).
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckenzahnanker (25) gleichzeitig zur Betätigung eines Streckenrelais (26) verwendet wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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