DE1078614B - Koinzidenzschaltung mit einem oder mehreren Transfluxoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Schaltungsanordnungen von Eisenbahnsicherungsanlagen soll sich jede ungewollte Unterbrechung eines Stromweges aus Gründen der Sicherheit selbsttätig bemerkbar machen. Man hat deshalb bisher zur Ausführung der Schaltungsfunktionen Relais und von diesen gesteuerte Kontakte verwendet. In diesem Falle ist es in der Regel ohne weiteres möglich, Störungen sicherungstechnisch zu erfassen. Wendet man dagegen, beispielsweise um eine größere Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen, elektronische Schaltmittel und deren Schaltungstechnik an, so ergeben sich gewisse Überwachungsschwierigkeiten. Dies ist besonders dann der Fall, wenn eine Schaltung mit mehreren Eingängen und mindestens einem Ausgang an ihren Ausgang einen bestimmten Zustand nur dann liefern soll, wenn an sämtlichen Eingängen gleichzeitig ein bestimmter Zustand anliegt.

Man hat zur Verwirklichung von diesen Koinzidenzgattern in der elektronischen Schaltkreistechnik Sperrzellen und Widerstände sowie Röhren und Transistoren verwendet. Diese Elemente haben jedoch den Mangel, daß beispielsweise ein schadhafter Gleichrichter, der einen Kurzschluß darstellt, unter Umständen gar nicht bemerkt werden würde. Damit kann es sich ergeben, daß am Ausgang einer Schaltung kein eindeutiger Zustand vorhanden ist.

Demgegenüber lassen sich in sicherungstechnischer Hinsicht magnetische Bauelemente, die sogenannten Transfluxoren, einwandfrei überwachen. Jedoch läßt das in der Hauptpatentanmeldung S 56048 Villa/ 21 a¹ beschriebene Prinzip der an sich bekannten Transfluxoren diese magnetischen Bauelemente ungeeignet für Koinzidenzschaltungen erscheinen. Infolge der Speicherwirkung dieser Transfluxoren ergibt sich nämlich am Ausgang der Schaltung auch dann ein bestimmter Zustand, wenn an jedem Eingang dieser Schaltung zu einer beliebigen Zeit vorher und in beliebiger Dauer ein bestimmter Zustand vorhanden war. In der Hauptpatentanmeldung wird bereits eine Methode beschrieben, die es gestattet, Transfluxoren doch zum Aufbau von Koinzidenzgattern zu verwenden. Durch das Verfahren gemäß der Hauptpatentanmeldung S 56048 Villa/21 al wird ein Transfluxorkoinzidenzgatter dadurch gesteuert, daß von mehreren zu überwachenden Einrichtungen abhängige Steuerströme unterschiedlicher Richtung und Größe einer oder mehreren Steuerwicklungen eines Transfluxors derart zugeführt werden, daß der jeweils vorhandene resultierende Strom den Magnetisierungszustand der Transfluxors beeinflußt und damit die Freigabe bzw. Sperrung der Übertragung zwischen einer Treiberwicklung und einer Ausgangswicklung bewirkt. Hierbei sind stets Steuerströme unterschiedlicher Richtung erforderlich.

Koinzidenzschaltung
mit einem oder mehreren Transfluxoren

Zusatz zur Patentanmeldung S 56048 VHIa/21a¹
(Auslegeschrift 1 071 131)

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Siegfried Baumgart

und Dipl.-Ing. Martin Lang, Braunschweig,

sind als Erfinder genannt worden

Gemäß der Zusatzerfindung wird eine Koinzidenzschaltung mit einem oder mehreren Transfluxoren dadurch weitergebildet, daß ein Sperrstrom bestimmter Größe und Richtung einer Sperrwicklung eines Transfluxors derart dauernd zugeführt wird, daß jeder Transfluxor gesperrt ist und eine Übertragung zwischen einer Treiberwicklung und einer Ausgangswicklung erst durch das gleichzeitige Vorhandensein von einem oder mehreren dem Sperrstrom entgegengerichteten Steuerströmen und Treiberströmen freigegeben wird.

Damit wird erreicht, daß am Ausgang der erfindungsgemäßen Schaltung ein bestimmter Zustand nur dann und nur solange erscheint, wie an allen Eingängen gleichzeitig ebenfalls ein bestimmter Zustand vorhanden ist. Die Erfüllung dieser Forderung ist in Anlagen des Eisenbahnsicherungswesens von besonderer Bedeutung.

Ein weiterer Vorteil der neuen Schaltung besteht darin, daß an ein und demselben Transfluxor mehrere Ausgänge vorgesehen werden können, die keinerlei Rückwirkung untereinander ausüben, z. B. auch bei Kurzschluß einer Wicklung.

Die Erfindung und nähere Einzelheiten seien im folgenden an Hand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Transfluxor mit einer Sperrwicklung, die erfindungsgemäß dauernd Sperrstrom führt,

Fig. 2, eine Schaltungsanordnung mit Transfluxoren, deren Treiberwicklungen, abgesehen vom ersten Trans-

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fluxor, von der Ausgangswicklung des jeweils vorangehenden Transfluxors gespeist werden, -

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit Transfluxoren, deren Treiberwicklungen von einem Generator parallel gespeist werden.

In Fig. 1 ist ein Transfluxor T dargestellt, der hier aus einer Scheibe eines Materials mit nahezu rechteckiger Hysteresisschleife, z. B. aus Ferrit oder hochpermeablem Eisen, besteht. In dieser Scheibe sind zwei Löcher Ll und L 2 derart angeordnet, daß drei Joche Jl, /2 und /3 entstehen. Die Größe der Löcher wird zweckmäßig so gewählt, daß die Ouerschnittsflächen der Joche/2 und /3 zusammen etwa der Ouerschnittsfläche des Joches /1 in der Schnittebene SE entsprechen. Das Joch /1 ist hier mit zwei Steuerwicklungen SWl und SW 2 versehen. Ferner ist eine Sperrwicklung SP auf das Joch /1 gewickelt, die erfindungsgemäß dauernd mit einem Sperrstrom gespeist wird. Dieser Sperrstrom sorgt dafür, daß eine Übertragung von der Treiberwicklung TW zur Ausgangswicklung AW grundsätzlich verhindert wird, und dann und nur dann, wenn in den beiden Steuerwicklungen SWl, SW2 gleichzeitig Ströme fließen, welche die Magnetisierungswirkung des Sperrstromes so weit überwiegen, daß die Ummagnetisierungszone das Loch L2 schneidet (wie gestrichelt angedeutet), wird die Übertragung von der Treiberwicklung TW zur Ausgangs wicklung A W freigegeben.

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, und zwar sind hier zwei Transfluxoren Tl und T 2 vorgesehen. Die Schaltung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es läßt sich eine beliebige Anzahl von Transfluxoren derart in Kette schalten, daß die Ausgangswicklung eines vorangehenden Transfluxors die Treiberwicklung des folgenden Transfluxors speist. Die Eingänge El und E2 der in Fig. 2 gezeigten Koinzidenzschaltung werden durch die Klemmen der Steuerwicklungen Wl und W2 gebildet. Jeder Transfluxor ist ferner mit einer eigenen Sperrwicklung SP1, SP 2 versehen. Alle Sperrwicklungen werden aus der gleichen Sperrstromquelle Q gespeist. Der Widerstand W dient zur Begrenzung des Sperrstromes. Die Treiberwicklung TWl des Transfluxors T1 wird von einem Generator G gespeist. An der Ausgangswicklung AWl des Transfluxors T1 kann nur dann eine Ausgangsspannung entstehen, wenn die durch den Sperrstrom in der Sperrwicklung SPl hervorgerufene Sperrmagnetisierung durch einen Steuerstrom in der Wicklung Wl aufgehoben wird. In diesem Falle gelangt die Ausgangsspannung des Transfluxors Tl über einen Verstärker V zur Treiberwicklung TW 2 des Transfluxors T 2. Auch hier ist die Abgabe einer Ausgangsspannung an der Wicklung AW2 vom Vorhandensein eines Steuerstromes an der Wicklung W2 bzw. am Eingang E 2 der Koinzidenzschaltung abhängig.

An die Ausgangs wicklung A W 2 ist hier ein Auswerterelais R über eine Gleichrichterkombination angeschlossen. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 arbeitet derart, daß nur dann an der Wicklung AW2 eine Ausgangsspannung liegt, wenn in beiden Steuerwicklungen der Koinzidenzschaltung gleichzeitig je ein Steuerstrom fließt. In den Löchern LH, L12, L21, L22 lassen sich weitere Treiber- und Ausgangswicklungen unterbringen, die rückwirkungsfrei von dem gezeigten Kreis sind.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Transfluxorkoinzidenzschaltung, wobei die Treiberwicklungen TWIl, TW12 parallel von einem Generator G gespeist werden. Jeder Transfluxor TIl, T12, Γ13 ist mit einer Sperrwicklung SPIl, SP12, SP13 versehen, die aus der gemeinsamen Stromquelle SQ mit Sperrstrom versorgt werden. Die Widerstände Wl, W 2 begrenzen die Sperrströme. Die Ausgangswicklung AW11 des Transfluxors TWIl ist an einem Verstärker V angeschlossen, dessen Ausgang einen Anpassungsübertrager U speist. An den Übertrager U ist ein Graetzgleichrichter GL angeschlossen, der die Steuerwicklung SW13 des Transfluxors Γ13 über

ίο eine Regeleinrichtung, hier über den Richtleiter RL, mit Steuerstrom versorgt. Der Widerstand W 3 begrenzt den Strom im Kreis der Steuerwicklung SW13. Die Treiberwicklung TW13 wird von der Ausgangswicklung AW12 des Transfluxors T12 gespeist, und an der Ausgangs wicklung AW13 kann immer nur dann eine Spannung auftreten, wenn sowohl die Treiberwicklung TW13 als auch die Steuerwicklung SW13 gleichzeitig von einem Strom durchflossen werden, wobei der Strom in der Steuerwicklung SW13 entgegen dem Strom in der Sperrwicklung SP13 gerichtet ist und so groß sein muß, daß er die Sperrmagnetisierung, welche der Sperrstrom im Transfluxor T13 bewirkt, aufhebt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungen

^a5 gemäß Fig. 2 und 3 besteht darin, daß bei Verwendung je eines Transfluxors pro Eingang der Koinzidenzschaltung ein günstiges Verhältnis zwischen der Ausgangsspannung im gesperrten und zwischen der Ausgangsspannung im geöffneten Zustand des Transfluxors erzielt wird.

Weiterhin wird durch die Verwendung von je einem Transfluxor pro Eingang der Koinzidenzschaltung eine Überlastung der Transfluxoren in thermischer Hinsicht vermieden.

In der Schaltung, wie sie Fig. 3 zeigt, ist in dem Sperrstromkreis noch ein Kontakt K vorgesehen. Dieser Kontakt dient dazu, die Sperrung der Transfluxoren aufzuheben, so daß man. am Ausgang der Wicklung AW13 auch dann eine Spannung erhalten kann, wenn zu einer beliebigen Zeit vorher mindestens einmal kurzzeitig jeder Wicklung EW11, EW12 ein Einstellstrom zugeführt wird. Dieser Einstellstrom ist dann so zu wählen, daß er für sich allein eine Durchflutung aufbringt, welche die innere Ringhälfte des Transfluxors ummagnetisiert (innerhalb des gestrichelt angedeuteten Ringes). Die Spannung an der Ausgangswicklung AW13 kann dann wieder zum Verschwinden gebracht werden, wenn man den Kontakte schließt.

Sämtliche Stromkreise der Schaltung sind auf Unterbrechung irgendwelcher Wicklungen od. dgl. überwacht. Auch bei Unterbrechung einer Einstellwicklung kann keine Einstellung, d. h. Freigabe der Ausgangsspannung des zugehörigen Transfluxors erfolgen. Eine Stromunterbrechung in einer der Sperrwicklungen wird ebenfalls selbsttätig überwacht, da in diesem Falle, wenn die Sperrwicklung eines Transfluxors unterbrochen ist und auf die Einstellwicklung des zugehörigen Transfluxors ein Einstellstrom gegeben wird, die Sättigung im Transfluxorkern durch den Einstellstrom herbeigeführt, da die Gegenwirkung der Sperrwicklung nicht vorhanden ist. Der Transfluxor kann also in diesem Falle trotz des vorhandenen Einstellstromes keine Spannung abgeben. Dies ist nur dann möglich, wenn gleichzeitig Sperrströme und Einstellströme vorhanden sind.

Claims (13)

PatentANSPK0CHE:

1. Koinzidenzschaltung mit einem oder mehreren Transfluxoren, deren Steuerwicklungen durch

Ströme unterschiedlicher Richtung und Größe beeinflußt werden, nach Patentanmeldung S 56048 VIIIä/21 a¹, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sperrstrom bestimmter Größe und Richtung einer Sperrwicklung des Transfluxors derart dauernd zügeführt wird, daß jeder Transfluxor gesperrt ist und eine Übertragung zwischen einer Treiberwicklung und einer Ausgangswicklung erst durch das gleichzeitige Vorhandensein von einem oder mehreren dem Sperrstrom entgegengerichteten Steuerströmen und Treiberströmen freigegeben wird.

2. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Koinzidenzschaltung zusammengefaßten Transfluxoren mit ihren Sperrwicklungen an eine gemeinsame Stromquelle, welche alle Transfluxoren mit Sperrstrom versorgt, angeschlossen sind.

3. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Eingang der Koinzidenzschaltung ein Transfluxor zugeordnet ist, welche alle derart miteinander zu einer Kette zusammengeschaltet sind, daß die Treiberstromquelle an die Treiberwicklung des ersten Transfluxors angeschlossen ist, während die anderen Treiberwicklungen jeweils mit der Ausgangswicklung des vorangehenden Transfluxors verbunden sind, und allen Transfluxoren ein gemeinsamer Sperrstrom zugeführt wird.

4. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Eingang der Koinzidenzschaltung ein Transfluxor zugeordnet ist, deren Treiberwicklungen parallel aus einer gemeinsamen Treiberstromquelle gespeist werden.

5. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Eingangstransfluxoren, die parallel von einer Treiberstromquelle und einer gemeinsamen Sperrstromquelle gespeist werden, auf einen Ausgangstransfluxo'r wirken, welcher von der gleichen Sperrstromquelle gespeist wird.

6. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß derAusgangstransfluxor mit einer oder mehreren Einstellwicklungen an eine oder mehrere Ausgangswicklungen der Eingangstransfluxoren angeschlossen ist, während seine Treiberwicklung mit einer Ausgangswicklung eines weiteren Eingangstransfluxors verbunden ist.

7. Koinzidenzschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- und Sperrwicklungen bzw. die Einstell- und Sperrströme so bemessen sind, daß der daraus resultierende Magnetisierungszustand jedes Transfluxors die optimale Einstellung¹ bzw. Übertragung zwischen der zugehörigen Treiber- und Ausgangswicklung gestattet.

8. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflutung einer Einstell- oder Sperrwicklung ihrem Betrage nach größer als die Durchflutüng der zugehörigen anderen Einstell- oder Sperrwicklung ist.

9. Koinzidenzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Transfluxors durch die Differenz zwischen der Durchflutung der Einstellwicklungen und der Sperrwicklung bewirkt wird, während die Einstelldurchflutung allein den Transfluxor sperrt.

10. Koinzidenzschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter die Ausgangswicklungen der Transfluxoren Verstärker geschaltet sind.

11. Koinzidenzschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor die Einstellwicklung der Transfluxoren Mittel zur Spannungs- bzw. Stromregelung geschaltet sind.

12. Koinzidenzschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in den Stromwicklungen durch einen Vorwiderstand begrenzt wird.

13. Koinzidenzschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrwicklungen gegensinnig zu den Steuerwicklungen gewickelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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