[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung zur Mehrfachausnutzung eines mehradrigen
Kabels, das in Reihe zwei oder mehrere gleiche Stationen verbindet und über das in
größeren zeitlichen Abständen mit Gleichspannung für kurze Zeit von einer Station
aus mit zweipoligen Schaltern Schaltbefehle an eine Gruppe von elektrisch betätigten
Schaltern zur Auslösung von Schaltvorgängen in jeder Station gegeben werden, wobei
stets ein und dieselbe Ader des Kabels an dem einen Pol der ersten Gleichspannungsquelle
und je nach dem auszuführenden Schaltvorgang eine andere, funktionsbestimmte Ader
an den anderen Pol der ersten Gleichspannungsquelle gelegt wird und nach Durchführung
des Schaltvorganges alle Adern potentialfrei sind.
[0002] Kabel, die auf die eingangs beschriebene Art benutzt werden, sind zum Beispiel in
Eisenbahnzügen gebräuchlich. Hier liegt auch ein besonders günstiges Anwendungsgebiet
für die vorliegende Erfindung. Die Eisenbahnwagen führen durchlaufende, 12-adrige
Kabel und werden untereinander durch 12-adrige Kabel zu einer Reihe von Stationen
verbunden, so daß sich durch den ganzen Zug eine durchgehende Verbindung ergibt. Gemäß
internationaler Vereinbarungen im Rahmen der UIC werden diese Kabel wie folgt genutzt:
[0003] Die erste bis achte Ader dienen der Übermittlung von Durchsagen, Musik oder dem Fernsprechverkehr
zwischen Lokomotive und Zugführer, die neunte bis zwölfte Ader dienen dem Ein- und
Ausschalten der Beleuchtung sowie dem Schließen der Türen. Dabei ist die zwölfte Ader
stets mit dem Minus-Pol der Gleichspannungsquelle verbunden. Die neunte Ader überträgt
den Befehl "Licht ein", die zehnte Ader den Befehl "Licht aus" und die elfte Ader
den Befehl zum Schließen der Türen. Dazu werden diese funktionsbestimmten Adern mit
dem Plus-Pol der Gleichspannungsquelle verbunden. Die Befehle werden mit zweipoligen
Schaltern an Relais gegeben, die als elektrisch betätigte Schalter den gewünschten
Schaltvorgang einleiten. Die Adern führen also nur während der Befehlsphase Spannung.
Die Ausnutzung der Adern ist also sowohl hinsichtlich der Anzahl und der Häufigkeit
als auch hinsichtlich der Zeitdauer sehr gering.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Verbindungen mit einer für die
vorhandenen Schaltvorgänge sehr niedrig liegenden Ausnutzungsquote auch für andere
Aufgaben und Funktionen nutzbar zu machen, zum Beispiel für weitere Schaltvorgänge
oder digitale Datenübertragungen.
[0005] Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß an je zwei der funktionsbestimmten
Adern elektrische Bauelemente angeschlossen sind,über die ebenfalls mit Gleichstrom
andere Schaltbefehle, Meldungen oder Informationen übertragen werden können.
[0006] Dies kann in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform derart geschehen, daß die erste
Gleichspannungsquelle über einen weiteren zweipoligen Schalter und über zwei funktionsbestimmte
Adern an einem weiteren Schalter liegt und zur Vermeidung von Nebenschlüssen oder
Überlagerungen über die erste Gruppe elektrisch betätigter Schalter in den Zuleitungen
zu den funktionsbestimmten Adern Dioden liegen. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform
kann noch vorteilhaft dahingehend ergänzt werden, daß die erste Gleichspannungsquelle
über eine Strombegrenzung an eine funktionsbestimmte Ader angelegt ist und auch in
der Leitung des weiteren Schalters zu einer funktionsbestimmten Ader eine Diode liegt.
Über einen derartigen weiteren Schalter kann zum Beispiel die Auslösung der Notbremse
verzögert werden.
[0007] Zur weiteren Sicherung liegt in der Zuleitung von der ersten Gleichspannungsquelle
zu der funktionsbestimmten Ader, die bei Betätigung des weiteren zweipoligen Schalters
die ersteGleichspannungsquelle kurzschließen könnte, ein zusätzliches, durch den weiteren
zweipoligen Schalter betätigtes Kontaktpaar, das bei Betätigung des weiteren zweipoligen
Schalters öffnet.
[0008] In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfüh rungsform liegt an einem Paar funktionsbestimmter
Adern in jeder Station ein aus einer zweiten Gleichspannungsquelle gespeister Sender
und ein Empfänger.
[0009] Um zu verhindern, daß bei einer zufälligen gleichzeitigen Beschaltung der beiden
Adern an denen der Sender liegt, dessen Ausgang kurzgeschlossen wird, ist in einer
der funktionsbedingten Adern eine Diode vorgesehen.
[0010] Der Sender kann zum Beispiel zur Übertragung von Informationen aus einem abfragbaren
Magnetspeicher dienen, während die Nutzung des Empfängers durch galvanische Entkopplung
mit Hilfe eines Optokopplers an seinem Ausgang wesentlich erweitert werden kann.
[0011] Die Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer
Schaltung nach der Lehre der Erfindung anhand einer Schaltung in einem Eisenbahnwagen.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist im mittleren Wagen dargestellt, findet sich aber
ebenso in den benachbarten Wagen, die untereinander über Kabel 23 und 24 verbunden
sind. Die Spannung der ersten Gleichspannungsquelle 1 wird über die als Tastschalter
ausgebildeten zweipoligen Schalter 2,2a; 3,3a und 4,4a mit der festgelegten Polarität
an die Adern 9 - 12 gelegt über welche in allen Wagen die als elektrisch betätigte
Schalter wirkenden Relais 6, 7 und 8 ansprechen und gemäß der weiteren Schaltanordnung
die gewünschten Schaltvorgänge durchführen.
[0012] Erfindungsgemäß ist ein weiterer als Tastschalter ausgebildeter zweipoliger Schalter
13,13b vorgesehen, der die Spannung der Gleichspannungsquelle 1 in einer von der internationalen
Vereinbarung abweichenden Polarität über eine strombegrenzende Induktivität 25 an
die funktionsbestimmten Adern 9 und 10 anlegt und dabei in allen Wagen über die Kabel
23 und 24 die als weitere Schalter dienenden Relai.s 5 ansprechen die weitere Schaltvorgänge
auslösen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen ist ein weiteres Kontaktpaar 13a vorgesehen,
das bei Betätigung des Schalters 13,13b öffnet.
[0013] In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist an die Adern 10 und 11 ein
aus einer weiteren Gleichspannungsquelle 18 gespeister Sender angelegt, der eine Endstufe
19 und eine Strombegrenzungseinrichtung 20 aufweist. Mit ihm können digitale, auch
prozessgesteuerte Daten gesendet und über die Kabel 23 und 24 in alle Wagen des Zugverbandes
übertragen werden. An die gleichen funktionsbestimmten Adern 10 und 11 ist in allen
Wagen ein Empfänger angeschlossen, der einen Optokoppler 22 und eine polaritätsbestimmte
Diode 21 enthält, so daß die Daten in allen Wagen empfangen und ausgewertet werden
können. Die Dioden 14, 15 und 16 dienen den Entkopplungen gegenüber den Schaltbefehlen
zur Türsteuerung und Zugbeleuchtung.
[0014] Die durch die letztgenannte Ausbildung gebotenen Möglichkeiten der Nutzung sind sehr
vielseitig.
So können durch Flüssigkristallanzeige oder 35 Punkt-Matrix über einen Magnetkartenleser
die Zuglaufanzeiger außen und innen am Wagen eingestellt werden. Auf die gleiche Weise
können in den Abteilen sichtbar, zum Teil durch Abfrage vom einzelnen Fahrgast, Zuglauf,
Wagennummer, reservierte Sitzplätze, Halte- und Umsteigemöglichkeiten, Geschwindigkeit
des Zuges, Verspätungen und Uhrzeit angezeigt werden.
[0015] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist darin zu sehen, daß alle
Wagen, die bereits entsprechend dem ersten Absatz der Beschreibung ausgestattet sind,
gemäß der Erfindung nachgerüstet werden können.
1. Schaltung zur Mehrfachausnutzung eines mehradrigen Kabels, das in Reihe zwei oder
mehrere gleiche Stationen verbindet und über das in größeren zeitlichen Abständen
mit Gleichspannung für kurze Zeit von einer Station aus mit zweipoligen Schaltern
Schaltbefehle an eine erste Gruppe von elektrisch betätigten Schaltern zur Auslösung
von Schaltvorgängen in jeder Station gegeben werden, wobei stets ein und dieselbe
Ader des Kabels an den einen Pol der ersten Gleichspannungsquelle und je nach dem
auszuführenden Schaltvorgang eine andere, funktionsbestimmte Ader des Kabels an den
anderen Pol der Gleichspannungsquelle gelegt wird und nach Durchführung des Schaltvorganges
alle Adern potentialfrei sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß an je zwei der funktionsbestimmten Adern (9,10,11) elektrische Bauelemente (13,13b,25;14,15;18,19,20;21,22)
angeschlossen sind,übpr die ebenfalls mit Gleichstrom andere Schaltbefehle, Meldungen oder Informationen
übertragen werden können.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Gleichspannungsquelle (1) über einen weiteren zweipoligen Schalter (13,13b)
und über zwei funktionsbestimmte Adern (9,10) an einem weiteren Schalter (5) liegt
und zur Vermeidung von Nebenschlüssen oder Überlagerungen über die erste Gruppe elektrisch
betätigter Schalter (6,7,8) in den Zuleitungen zu den funktionsbestimmten Adern (9,10,11)
Dioden (15,16,17) liegen.
3. Schaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Gleichspannungsquelle (l) über eine Strombegrenzung (25) an eine funktionsbestimmte
Ader (10) angelegt ist.
4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch in der Leitung des weiteren Schalters (5) zu einer funktionsbestimmten Ader
(9) eine Diode (14) liegt.
5. Schaltung nach Anspruch 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Zuleitung von der ersten Gleichspannungsquelle (1) zu der funktionsbestimmten
Ader (10), die bei Betätigung des weiteren zweipoligen Schalters (13,13b) die erste
Gleichspannungsquelle kurzschließen könnte, ein zusätzliches, durch den weiteren zweipoligen
Schalter (13,13b) betätigtes Kontaktpaar (13a) liegt, das bei Betätigung des weiteren
zweipoligen Schalters (13,13b) öffnet.
6. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet,
daß an einem Paar funktionsbestimmter Adern(10,11) in jeder Station ein aus einer
zweiten Gleichspannungsquelle (18) gespeister Sender (19,20) und ein Empfänger (21,22)
liegt.
7. Schaltung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Zuleitung von der ersten Gleichspannungsquelle (1) zu einer der funktionsbestimmten
Adern (11) eine Diode (26) liegt, die den Kurzschluß des Senderausganges bei gleichzeitiger
Betätigung beider zweipoliger Schalter (2,2a;3,3a) verhindert.
8. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (19,20) mit abfragbaren Informationen aus einem Magnetspeicher gespeist
werden kann.
9. Schaltung nach Anspruch 6, 7.oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur galvanischen Entkopplung am Ausgang des Empfängers ein Photokoppler (22) liegt.