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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 20«. GRUPPECLASS 20 «. GROUP

FITZHUGH TOWNSEND in NEW-YORK.FITZHUGH TOWNSEND IN NEW YORK.

Blocksignaleinrichtung für elektrische Bahnen.Block signaling device for electric railways.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Februar 1905 ab.Patented in the German Empire on February 4, 1905.

Die Erfindung betrifft eine Blocksignaleinrichtung für elektrische Bahnen, bei der die in einzelne Blockstrecken unterteilten Schienen durch Induktionswiderstände verbunden sind, die den freien Durchgang des Stromes zum Antrieb der Motoren zulassen.The invention relates to a block signal device for electric railways, in which the in individual block sections of subdivided rails are connected by induction resistors, which allow the free passage of electricity to drive the motors.

Die ' bekannten Einrichtungen dieser Art haben insofern einen Nachteil, als die Induktionswiderstände getrennte Spulen besitzen,The 'well-known bodies of this kind have a disadvantage in that the induction resistors have separate coils,

ίο die eine starke Polarität veranlassen, wenn durch sie Kraftstrom fließt, da die elektromagnetischen Kräfte entgegengesetzt zueinander gerichtet sind. Es tritt also bei ihnen eine sehr starke schädliche Streuung in dem Kraftfelde ein. Dies soll durch die Erfindung dadurch vermieden werden, daß die zwischen den unterteilten Schienen liegenden Induktionswiderstände aus Spulen auf magnetischen Kernen bestehen, die in der Mitte untereinander in Verbindung stehen, so daß der Kraftstrom keinerlei Polarität zwischen den Spulenden erzeugen kann und daß demzufolge auch eine schädliche Streuung in dem Kraftfelde vermieden wird.ίο which cause a strong polarity, if Power current flows through them because the electromagnetic forces are opposite to each other are directed. So there is a very strong harmful scatter in them Power fields a. This is to be avoided by the invention in that the between Induction resistors from coils on magnetic are located on the subdivided rails Cores exist, which are in the middle with each other in connection, so that the power flow cannot produce any polarity between the coil ends and that consequently also a harmful scattering in the force field is avoided.

Fig. ι zeigt eine Anlage mit zwei Generatoren für eine mit Wechselstrom betriebene Bahn,Fig. Ι shows a system with two generators for one operated with alternating current Train,

Fig. 2 eine Anlage mit einem Generator für eine mit Wechselstrom betriebene Bahn.2 shows a system with a generator for an alternating current operated train.

Fig. 3 zeigt die Erfindung für eine mit Wechselstrom betriebene Bahn unter Anwendung eines Generators, bei dem der Signalstrom vom Kraftstrom abgeleitet wird undFigure 3 shows the invention in use for an AC powered railway a generator in which the signal current is derived from the power current and

Fig. 4 für eine mit Gleichstrom betriebene Bahn, wo der Kraftstrom ein Gleichstrom, der Signalstrom aber ein Wechselstrom ist.Fig. 4 for a direct current operated railway, where the power current is a direct current, the But signal current is an alternating current.

Fig. S ist eine Ansicht des Relais.Fig. 5 is a view of the relay.

In der Zeichnung ist A der Kraftstromgenerator. Er ist in den Fig. 1 und 3 ein Einphasengenerator, der Wechselstrom liefert, in Fig. 2 ein Zweiphasengeneratbr, in Fig. 4 ein Gleichstromgenerator.In the drawing, A is the power generator. In FIGS. 1 and 3 it is a single-phase generator which supplies alternating current, in FIG. 2 a two-phase generator, in FIG. 4 a direct current generator.

In den Fig. 1 und 4 ist B der Signalstromgenerator. In den Fig. 2 und 3 \vird der Signalstrom vom Generator A, der den Kraftstrom liefert, abgeleitet, und zwar wird in Fig. 2 der Signalstrom durch andere Kollektorringe von dem Generator A abgenommen als der Kraftstrom, und weicht von diesem in der Phase ab. Er dient dazu, das primäre Glied eines Transformators C zu erregen. Wie in Fig. 3 der Signalstrom von dem vom Generator A gelieferten Kraftstrom abgezweigt wird, soll später beschrieben werden.In Figures 1 and 4, B is the signal stream generator. In FIGS. 2 and 3, the signal current is derived from generator A, which supplies the power current, namely in FIG. 2 the signal current is taken from generator A by other collector rings than the power current, and deviates from this in phase away. It is used to energize the primary link of a transformer C. How the signal current is branched off from the power current supplied by the generator A in FIG. 3 will be described later.

6 ist die übliche Arbeitsleitung· und D das Motorfahrzeug mit der Stromabnehmerstange 7. 8 und 9 sind die Schienen der Strecke. Diese Schienen sind in drei Blockabschnitte X, Y und Z eingeteilt und gegeneinander isoliert. Die Arbeitsleitung 6 und6 is the usual working line · and D the motor vehicle with the pantograph rod 7. 8 and 9 are the rails of the line. These rails are divided into three block sections X, Y and Z and isolated from each other. The working line 6 and

die Schienen 8 und 9 sind mit den Polen des Kraftstromgenerators A verbunden, bilden also den Kraftstromkreis.the rails 8 and 9 are connected to the poles of the power generator A , so they form the power circuit.

Um die Schienen 8 und 9 der Blockabschnitte X, Y, Z miteinander zu verbinden und so beide als Rück\vege gleichen Widerstandes für den Kraftstrom nach dem Generator nutzbar zu machen, werden Schienenverbindungen E verwendet, die aus einem Eisenkern 10 bestehen, der eine an dem linken Ende eines jeden Blockabschnittes zwischen die Schienen 8 und 9 geschaltete Ktipferdrahtspule 11 trägt. Demselben Zweck dient der Transformator F, dessen Kern 12 die beiden Kupferdrahtspulen 13 und 14 trägt. Die Spule 13 ist ebenso wie die Spule 11 zwischen die Schienen 8 und 9, jedoch an dem entgegengesetzten Ende eines jeden Blockabschnittes geschaltet. Die Spule 14, die an dem einen Ende mit der vom· Signalstromgenerator B kommenden Leitung Γ5 in Verbindung steht, ist an dem anderen Ende mit der Mitte der Spule 13 verbunden, die ihrerseits zwischen die beiden Schienen 8 und 9 geschaltet ist, so daß der Signalstrom durch die Schienen nach dem Generator zurückfließt. In Fig. 2 ist die Spule 14 an die Spule 16 des Transformators C, in Fig. 3 an die Kraftstromleitung 6 angeschlossen, während ihr anderes Ende mit der Spule 13 und den Schienen 8 und 9 verbunden ist.In order to connect the rails 8 and 9 of the block sections X, Y, Z with each other and thus make both usable as a return of the same resistance for the power flow to the generator, rail connections E are used, which consist of an iron core 10, one on the left end of each block section between the rails 8 and 9 carries Ktipferdrahtspule 11 connected. The transformer F, the core 12 of which carries the two copper wire coils 13 and 14, serves the same purpose. The coil 13, like the coil 11, is connected between the rails 8 and 9, but at the opposite end of each block section. The coil 14, which is connected at one end to the line φ5 coming from the signal current generator B , is connected at the other end to the center of the coil 13, which in turn is connected between the two rails 8 and 9, so that the Signal current flows back through the rails after the generator. In FIG. 2 the coil 14 is connected to the coil 16 of the transformer C, in FIG. 3 to the power line 6, while its other end is connected to the coil 13 and the rails 8 and 9.

Die Spule 14 bildet die Primärspule des zwischen den Schienen liegenden, als Verbindung wirkenden Transformators F, und da sie zwisehen den Polen des Signalstromes liegt, dient sie gleichzeitig zur Erregung der Spule 13, die einen doppelten Zweck verfolgt, nämlich einerseits als Schienenverbindung, andererseits als sekundäres Glied des Transformators F. Der von jeder Spule nach den Schienen 8, 9 gesandte Strom veranlaßt eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Schienen, die, wie dies noch beschrieben werden soll, dazu dient, ein Relais zu beeinflussen, solange sich ein Motorfahrzeug innerhalb des Blockabschnittes befindet. Wird jedoch der von der Spule ausgehende Strom durch ein Fahrzeug kurzgeschlossen, so verschwindet die Spannungsdifferenz zwischen den Schienen. Von der Mitte der Spulen 11 und 13 ist ein Leiter 17 abgezweigt. Dies hat zur Folge, daß der von einer Schiene 8 kommende Kraftstrom durch die linke Hälfte der Spule 11 nach dem Leiter 17, und der von der Schiene 9 kommende Strom durch die rechte Hälfte der Spule 11 nach dem Leiter 17 fließt. Da die Richtung dieser beiden Ströme entgegengesetzt zueinander ist, so findet eine Magnetisierung des Kernes 10 der Verbindung E nicht statt. Die in dem Leiter 17 vereinigten Ströme werden nun der Mitte der Spule 13 des Transformators F zugeführt, werden wieder geteilt und fließen nunmehr durch die beiden Hälften der Spule 13 nach den Schienen 8 und 9 des nächsten Blockabschnittes, z. B. X, wobei eine Magnetisierung des Kernes 12 nicht stattfindet, da sie in entgegengesetzten Richtungen fließen. Die Spulen it und 13 bieten somit dem durch die Schienen 8 und 9 nach dem Generator fließenden Kraftstrom keinen. nennenswerten Widerstand.The coil 14 forms the primary coil of the transformer F, which is located between the rails and acts as a connection, and since it lies between the poles of the signal current, it also serves to excite the coil 13, which has a dual purpose, namely on the one hand as a rail connection and on the other as a secondary member of the transformer F. The current sent by each coil to the rails 8, 9 causes a voltage difference between the two rails which, as will be described later, serves to influence a relay as long as a motor vehicle is within the block section is located. However, if the current from the coil is short-circuited by a vehicle, the voltage difference between the rails disappears. A conductor 17 is branched off from the center of the coils 11 and 13. As a result, the force current coming from a rail 8 flows through the left half of the coil 11 to the conductor 17, and the current coming from the rail 9 flows through the right half of the coil 11 to the conductor 17. Since the direction of these two currents is opposite to one another, magnetization of the core 10 of the connection E does not take place. The currents combined in the conductor 17 are now fed to the center of the coil 13 of the transformer F, are divided again and now flow through the two halves of the coil 13 to the rails 8 and 9 of the next block section, e.g. B. X, a magnetization of the core 12 does not take place, since they flow in opposite directions. The coils it and 13 thus offer no power current flowing through the rails 8 and 9 after the generator. appreciable resistance.

An Stelle der Verbindung. E und des Transformators F, wie in Fig. 1, 2 und 3, können auch zwei Verbindungen derselben Konstruktion zur Anwendung kommen, wie dies Fig. 4 zeigt, wobei die zwischen den Schienen 8 und 9 notwendige Spannungsdifferenz von einem unabhängigen Transformator G erzeugt wird, dessen primäres Glied 18 zwischen die Leiter 15 und 17 geschaltet ist, von denen 17 über die Spulen 11 zur Rückleitung des Signalstromes mit den Schienen 8 und 9 in Verbindung steht, während das Glied 19 unmittelbar zwischen den Schienen 8 und 9 liegt.Instead of the connection. E and the transformer F, as in FIGS. 1, 2 and 3, two connections of the same construction can also be used, as FIG. 4 shows, the voltage difference necessary between the rails 8 and 9 being generated by an independent transformer G. , the primary member 18 of which is connected between the conductors 15 and 17, 17 of which is connected to the rails 8 and 9 via the coils 11 for returning the signal current, while the member 19 is directly between the rails 8 and 9.

In bestimmten Fällen, beispielsweise bei Hochbahnen, ist es zweckmäßig, den Widerstand in der Rückleitung des Kraftstromes zu verringern, weshalb besondere Verbindungen L verwendet werden, die den Verbindungen E entsprechen und aus einer Spule 31 bestehen, die zwischen den Schienen 8 und 9 liegt. In der Mitte ist diese Spule durch einen Leiter 32 mit dem Leiter 23 verbunden, der beispielsweise durch die Konstruktion der Hochbahn oder irgendeinen anderen guten Leiter gebildet wird (Fig.'i).In certain cases, for example on elevated railways, it is useful to reduce the resistance in the return line of the power flow, which is why special connections L are used which correspond to connections E and consist of a coil 31 which lies between the rails 8 and 9. In the middle, this coil is connected to the conductor 23 by a conductor 32, which is formed, for example, by the construction of the elevated track or any other good conductor (Fig.'i).

Das von dem Signalstrom beeinflußte Relais besitzt die Feldspule 20, die in den Fig. 2, 3 und 4 unmittelbar mit der Signalstromquelle verbunden ist, in Fig. 1 dagegen zwisehen den Polen des sekundären Gliedes 21 eines Transformators 1 liegt, dessen primäres Glied 22 zwischen der Signalstromleitung 15 und dem über die Spulen 11, 13 mit den Schienen verbundenen Leiter 17 angeordnet ist. In der Feldspule 20 des Relais H ist eine Vorrichtung/ (Fig. 1) angeordnet, durch die in den Feldstromkreis des Relais ein Induktionswiderstand eingeschaltet werden kann. Der Anker K des Relais besteht aus einer Drahtspule 24, deren Ebene sich parallel zum Kraftfeld zwischen den Polstücken des Relais befindet. Die Pole dieser Spule sind zwischen die Schienen 8 und 9 geschaltet. Der Anker trägt einen Arm 25. 26 ist ein Ortsstromkreis, in dem ein Solenoid 27 liegt, dessen einer Pol an dem Arm 25 und dessen anderer Pol an der Kontaktplatte 28 liegt. In dem Solenoid 27 kann sich ein Kern oder Anker 29 j auf- und abbewegen, der mit dem· kurzen Arm j des Semaphore 30 verbunden ist. 33 ist ein Gegengewicht auf dem Anker K (Fig. 5).The relay influenced by the signal current has the field coil 20, which is directly connected to the signal current source in FIGS. 2, 3 and 4, but in FIG. 1 between the poles of the secondary member 21 of a transformer 1, the primary member 22 of which is between the signal current line 15 and the conductor 17 connected to the rails via the coils 11, 13. In the field coil 20 of the relay H a device / (Fig. 1) is arranged through which an induction resistor can be switched into the field circuit of the relay. The armature K of the relay consists of a wire coil 24, the plane of which is parallel to the force field between the pole pieces of the relay. The poles of this coil are connected between rails 8 and 9. The armature carries an arm 25. 26 is a local circuit in which a solenoid 27 is located, one pole of which is on the arm 25 and the other pole of which is on the contact plate 28. A core or armature 29 j, which is connected to the short arm j of the semaphore 30, can move up and down in the solenoid 27. 33 is a counterweight on the armature K (Fig. 5).

Die Wirkung der Vorrichtung ist folgende: Der von dem Generator B oder von einer Wicklung des Generators A des Kraftstromes (Fig. 3) abgeleitete Signalstrom erzeugt durch den in der Schienenverbindung liegenden Transformator F (Fig. 1, 2 und 3) oder durch den besonderen Transformator G (Fig. 4) eine Spannungsdifferenz zwischen den Schienen 8 und 9. Der Kraftstrom, der Gleich- oder Wechselstrom sein kann, fließt gleichzeitig mit dem Sigiialstrom durch die Schienen, ohne daß sich die beiden Ströme stören. Außerdem erregt der , Signalstrom auch die Feldspule 20 des Relais H entweder unmittelbar, wie in den Fig. 2, 3 und 4 oder durch die Einwirkung des Transformators J wie in Fig. I. Die zwischen den Schienen 8 und 9 bestehende Spannung erzeugt in der Ankerspule 24 einen Strom. Da nun aber der die Feldspule 20 des Relais H erregende Signalstrom in der Phase mit dem die Spule 24 des Ankers K erregenden Strom übereinstimmt, so muß cine Drehbewegung des Ankers K eintreten, die zur Folge hat, daß der Arm 25 mit der Platte 28 in Berührung kommt und den Ortsstromkreis 26 schließt, so daß das Solenoid 27 den Kern 29 anhebt und somit das Signal auf freie Fahrt stellt, wie in den Blockabschnitten X und Z gezeigt ist. Der Signalarm wird in dieser Stellung so lange bleiben, als die Spannung zwischen den Schienen 8 und 9 herrscht. Wird die Spannung durch irgendwelche Mittel aufgehoben, so bewegt sich der Signalarm selbsttätig in die Haltstellung. Es wird also auch durch ein in einen Blockabschnitt einfahrendes Fahrzeug der Signalflügel auf Halt gestellt, da der Stromkreis des Ankers K durch die Räder und Achsen des Wagens kurzgeschlossen wird.The effect of the device is as follows: The signal current derived from the generator B or from a winding of the generator A of the power current (Fig. 3) is generated by the transformer F (Fig. 1, 2 and 3) located in the rail connection or by the special one Transformer G (Fig. 4) a voltage difference between the rails 8 and 9. The power current, which can be direct or alternating current, flows through the rails simultaneously with the signal current without the two currents interfering with one another. In addition, the signal current also excites the field coil 20 of the relay H either directly, as in FIGS. 2, 3 and 4 or through the action of the transformer J as in FIG. I. The voltage between the rails 8 and 9 is generated in the Armature coil 24 a current. Since, however, the signal current exciting the field coil 20 of the relay H corresponds in phase to the current exciting the coil 24 of the armature K , a rotary movement of the armature K must occur, with the result that the arm 25 with the plate 28 in Contact comes and the local circuit 26 closes, so that the solenoid 27 lifts the core 29 and thus sets the signal to free travel, as shown in the block sections X and Z is shown. The signal arm will remain in this position as long as there is tension between rails 8 and 9. If the tension is released by any means, the signal arm moves automatically into the stop position. The signal wing is also stopped by a vehicle entering a block section, since the electric circuit of the armature K is short-circuited by the wheels and axles of the vehicle.

Um einen störenden Einfluß eines von einem Energietransformator . eines Blockabschnittes kommenden Stromes auf das Relais eines anstoßenden Blockabschnittes zu verhindern, welcher Fall bei einer Beschädigung der Isolationcn zweier benachbarter Blockabschnitte eintreten könnte, sind die Wicklungen des primären Gliedes 14 des Transformators F in dem Blockabschnitt X entgegengesetzt zu denen des Transformators in dem Abschnitt Y angeordnet, so daß die Polarität der Schienen im Abschnitt X stets entgegengesetzt zur Polarität im Abschnitt Y ist. Gleichzeitig ist auch die nach den Ankern 24 der Abschnitte X und Y führenden Leitungen entgegengesetzt geführt. In den verschieden dargestellten Ausführungsformen liegen die Schienen im primären Stromkreis der Transformatoren. Selbstverständlich und zur größeren Sicherheit kann die Erregung der Transformatoren, die eine Spannungsdifferenz zwischen den Schienen herbeiführen, auch durch vollständig unabhängige Leitungen erfolgen.To avoid a disruptive influence from an energy transformer. To prevent current coming from a block section to the relay of an abutting block section, which could occur if the insulation of two adjacent block sections were damaged, the windings of the primary member 14 of the transformer F in the block section X are opposite to those of the transformer in the section Y. so that the polarity of the rails in section X is always opposite to the polarity in section Y. At the same time, the lines leading to the anchors 24 of the sections X and Y are led in opposite directions. In the various embodiments shown, the rails are in the primary circuit of the transformers. Of course, and for greater safety, the excitation of the transformers, which cause a voltage difference between the rails, can also be done by completely independent lines.

Claims

Patent claim:

Block signaling device for electric railways in which the individual block sections divided rails are connected by induction resistors, which allow the free passage of electricity to the Allow drive of the motors, characterized in that these induction resistors consist of coils on magnetic cores, which are in the middle in connection with each other, so that the Power current cannot generate any polarity between the coil ends, which leads to a harmful scattering in the force field Could have a consequence.

1 sheet of drawings.