Überwachungseinrichtung für Abschnitte von Eisenbahngleisen Schienenstromkreise des Eisenbahnsicherungswe sens dienen der Überwachung von Gleisabschnitten. Mit ihrer Hilfe kann festgestellt werden, ob die zu überwachenden Abschnitte von Fahrzeugen besetzt oder frei sind. Zu diesem Zweck werden die beiden Schienen des zu überwachenden Gleisabschnittes von einander elektrisch isoliert.
Sie bilden so einen Teil eines elektrischen Stromkreises bestehend aus einer Speisestromquelle, den beiden Schienen des Gleises und einer Empfangseinrichtung. Steht nun ein Fahr zeug auf dem Gleis, so werden die beiden Schienen durch die Fahrzeugachsen elektrisch verbunden und dadurch die Empfangseinrichtung kurzgeschlossen; die Spannung zwischen den beiden Schienen nimmt ab oder verschwindet ganz.
Durch geeignete Empfän ger kann festgestellt werden, ob am Gleis die ange legte Spannung vorhanden ist oder nicht, woraus auf den Belegungszustand des Gleisabschnittes geschlos sen werden kann.
Üblicherweise ist ein derartiger Gleisabschnitt an seinen Enden durch Isolierstösse von den Nachbarab schnitten getrennt. Diese Isolierstösse sind mechanisch stark beansprucht und bedürfen eines sorgfältigen Un terhalts, damit möglichst keine Betriebsstörungen auf treten.
Besonders bei durchgeschweissten Langschie nen sind derartige Isolierstösse unerwünscht. Um die sen betrieblichen Nachteil zu beheben, wurde nach der schweizerischen Patentschrift No. 355.475 vor geschlagen ein Bandfilter, bestehend aus Schienenin duktivität und Kondensator, zu bilden.
Dabei wird vorausgesetzt, dass der Sender eine Wechselspannung geeigneter Frequenz abgebe, und dass die Kapazität des Kondensators so gross gewählt werde, dass sie mit der Induktivität der Leiterschleife, bestehend aus Empfängeranschlussklemme - Schiene - Verbindung - Schiene - Empfängeranschlussklemme, bei der ge nannten Sendefrequenz auf Resonanz abgestimmt sei.
Unter diesen Bedingungen erscheint an den Empfän- geranschlussklemmen als Impedanz der Q-fache Wert des ohmschen Widerstandes der genannten Leiter schleife, wobei Q die Güte des Resonanzkreises be deutet.
Durch geeignete Wahl der Sendefrequenz lässt sich diese Güte soweit steigern, dass die Impedanz an den Empfangsklemmen des Gleisabschnittes nm Vergleich mit der Impedanz von Fahrzeugachsen ge nügend gross wird.
Diese Lösung ist jedoch mit dem grossen Nachteil behaftet, dass mit zunehmender Frequenz zwar die Güte nies Resonanzkreises zunimmt, andererseits aber die Übertragungseigenschaften des Gleises als Zweilei tersystem schlechter werden. Die Betriebsfrequenz muss daher als Kompromiss festgelegt werden.
Es sind noch andere Lösungen bekannt geworden, die aber ebenfalls mit wesentlichen Mängeln, welche die Anwendung in Frage stellen, behaftet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwa- chungseinrichtung für Abschnitte von Eisenbahnglei- sen mit voneinander elektrisch isolierten Schienen und einem Schienenstromkreis, wobei die Enden des dem Schienenstromkreis zugeordneten Gleisabschnit tes 'keine Isolierstösse aufweisen und durch elektrische Verbindungen abgeschlossen sind,
und welcher Schie nenstromkreis Empfangs- und Speiseeinrichtungen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangs- eina,ichtung ein aktives Netzwerk enthält und die Spei- seeinrichtung eine modulierte Wechselspannung ab gibt.
Von besonderem Vorteil ist es, die Speise-Wech selspannung durch Impulse zu modulieren, was be sonders bei elektrischer Traktion günstige Verhältnis- se ergibt.
Aktive Netzwerke zur Impedanzvergrösserung sind aus der Verstärkertechnik bekannt (z. B. R. F. Shea: Transistortechnik). Sie gestatten eine freie Wahl der Frequenz für den Schienenstromkreis, so dass optimale Verhältnisse gewählt werden können.
Bei der Anwendung aktiver Elemente wie Ent- dämpfungsschaltungen im Eisenbahnsicherungswesen sind jedoch gewisse Vorsichtsmassregeln zu beachten. Es ist nämlich durch Dimensionierungsmassnahmen nicht unbedingt auszuschliessen, dass sich der Ver stärker im Betrieb ändert. Im ungünstigsten Fall nimmt sein Verstärkungsgrad zu, und aus der Ent- dämpfungsschaltung entsteht ein schwingungsfähiges Gebilde. An den Klemmen der Empfangseinrichtung könnte dann eine Wechselspannung auftreten, ob schon zwischen Sender und Empfänger ein Fahrzeug auf den Schienen steht. Ein belegtes Gleis würde dann als frei gemeldet.
Dieser Gefahr kann begegnet werden, indem als Speisespannung nicht eine dauernde, sondern eine modulierte Wechselspannung gewählt wird. Als Emp fänger dient dann eine Einrichtung, die eindeutig zwischen modulierter und nicht modulierter Wech selspannung unterscheiden kann. Die Modulation kann eine Amplituden- oder Frequenzmodulation oder auch eine Impulsmodulation sein. Empfänger für -impulsmodulierte Wechselspannung, welche die erforderlichen Sicherheitsbedingungen erfüllen, sind bekannt.
Beginnt nun in einem solchen Stromkreis die Ent- dämpfungsschaltung infolge eines Defektes selbst zu schwingen, so tritt als Spannung an den Klemmen der Empfangseinrichtung eine Dauerspannung auf, was aber durch den Empfänger im sicheren Sinne als Belegung angezeigt wird.
Nachstehend sei ein Ausführungsbeispiel der Er findung anhand von zwei Figuren erläutert.
Fig. 1 stellt einen Schienenstromkreis schematisch dar. Darin bedeuten 1 und 2 die beiden voneinander isolierten Schienen, 3 und 4 die elektrische Verbin dung an den Enden des zu überwachenden Abschnit tes, 5 und 6 die beiden Empfangseinrichtungen, die in einer Distanz L von den Verbindungen 3 und 4 an die Schienen 1 und 2 angeschlossen sind, und 7 ist die Sendeeinrichtung, welche ungefähr in der Mit te des Abschnittes an die Schienen 1 und 2 ange schlossen ist.
Der Strom der Sendeeinrichtung 7 fliesst über die Schiene 1 nach beiden Richtungen, durch die Ver bindungen 3 und 4 nach der Schiene 2 und durch diese zurück zur Sendeeinrichtung 7. Dieser Strom ruft an den Schienenstücken zwischen der Verbin dung 3 und dem Empfänger 5 bzw. der Verbindung 4 und dem Empfänger 6 einen Spannungsabfall her vor, der als Empfangsspannung des Schienenstrom kreises verwendet werden kann. Diese Spannung tritt an den Klemmen 9 und 10 bzw. 9' und 10' auf.
Steht eine Fahrzeugachse 8 beispielsweise zwischen Sender 7 und Empfänger 5, so wird die Eingangs spannung des Empfängers 5 infolge dieser Fahrzeug achse vermindert. Ohne besondere Massnahmen ge nügt aber ein solcher Schienenstromkreis den gestell ten Anforderungen nicht, da von einer Fahrzeugachse nicht angenommen werden darf, dass sie die beiden Schienen 1 und 2 besser kurzschliesse als die Ver bindung 3 oder 4.
Hat die Achse 8 mit den beiden Übergangsstellen Schiene-Rad einen wesentlich höheren elektrischen Widerstand als die Verbindung 3, so wird trotz der Anwesenheit dieser Achse zwischen der Sendeeinrich tung 7 und dem Empfänger 5 ein wesentlicher Teil des Sendestromes durch die Verbindung 3 fliessen, und der Empfänger 5 wird den Gleisabschnitt als frei melden.
Damit die Achse 8 durch den Schienenstromkreis erfasst werden kann, muss die Impedanz an den An- schlussklemmen der beiden Empfänger 5 und 6 von der Sendeeinrichtung 7 aus gegen diese Anschluss- klemmen gesehen etwa die gleiche Grössenordnung aufweisen, wie der Widerstand der gerade noch fest stellbaren Achse. Da die Bahnverwaltungen vorschrei ben, dass Schienenstromkreise bei Achswiderständen von 0,5 bis 1,0 Ohm noch zuverlässig arbeiten müs sen, ist klar, dass ein Schienenstromkreis nach Fig. 1 nicht funktionieren kann, sofern die Distanz L des Empfängeranschlusspunktes von der Verbindung 3 bzw. 4 nicht über einige Meter lang gemacht werden soll.
Dies ist nun aber mit Rücksicht auf kurze Fahr zeuge nicht zulässig.
Dies bedingt nun die Vergrösserung der Impe danz des Kreises durch Anwendung eines aktiven Netzwerkes. Die Fig. 2 enthält eine solche Entdämp- fungsschaltung, deren wesentlichstes Element der Ver stärker 12 mit den Eingangsklemmen 9 und 10 und den Ausgangsklemmen 13 und 14 ist. Die Speisung erfolgt über die Klemmen 15 und 16. Soll beispiels weise die in die Klemmen 9 bis 10 gesehene Impedanz des Elementes 11 vergrössert werden, so wird an diese Klemmen der Verstärker 12 angeschlossen, der als Ausgangsgrösse einen Strom proportional zur Span nung an den Klemmen 9 und 10 liefert.
Dieser Strom wird auf die Klemmen 9 und 10 rückgekoppelt. Die se Klemmen 9 und 10 sind dieselben wie die Klemmen 9 und 10 bzw. 9' und 10' der Fig. 1. Ein Teil des Verbraucherstromes des Elementes 11 wird daher nicht von aussen her, sondern durch den Verstärker 12 aufgebracht. Für eine bestimmte Spannung am Element 11 ist daher bei zugeschaltetem Verstärker von aussen her weniger Strom einzuspeisen als ohne diesen Verstärker. Die Impedanz an den Klemmen 9 und 10 kann damit wesentlich grösser als die eigentli che Impedanz des Elementes 11 gemacht werden.
In der Anwendung bei Schienenstromkreisen spielt die Leiterschleife, bestehend aus Empfängeranschluss- klemme - Schiene - Verbindung - Schiene - Empfän- geranschlussklemme, nach Fig. 1 die Rolle des Ele mentes 11 mit zu tiefer Impedanz. Gibt man dem Verstärker besondere Übertragungseigenschaften, so kann die Entdämpfung auf ein bestimmtes Frequenz band beschränkt werden; in seiner Anwendung in Schienenstromkreisen wird dieses Frequenzband auf die Frequenz der Sendeeinrichtung abgestimmt.