-
Schaltungsanordnung von Gleisstromkreisen für Eisenbahn-Sicherungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung an Gleisstromkreisen für
Eisenbahn-Sicherungsanlagen, bei welcher die einzelnen Gleisabschnitte gegenüber
benachbarten Abschnitten durch Isolierstöße derart isoliert sind, daß der Signalstromkreis
zwischen den einzelnen Abschnitten blockiert ist, während eine Rückleitung des Fahrstromes
über Blindwiderstände an den Isolierstößen möglich wird.
-
Die die einzelnen Signalkreisabschnitte elektrisch voneinander trennenden
Drosselstöße stellen verhältnismäßig kostspielige Teile der elektrischen Ausrüstung
von Schienenwegen dar. Diese Drosselstöße werden um so billiger, je höher die Frequenz
der benutzten Signalströme ist, da die Induktanz bei gleichem induktivem Widerstand
bei höheren Frequenzen natürlich geringer gewählt werden kann. Der Erhöhung der
Frequenz der Signalströme sind jedoch durch die übertragungseigenschaften der Schienenstränge
Grenzen gesetzt, da die Eisenbahnschienen selbst eine verhältnismäßig hohe Induktanz
aufweisen. Die Güte einer Gleisstrom-Sicherungsanlage für die Belegung von Schienenwegen
wird durch den zwischen den Schienen auftretenden, die Auslösung bewirkenden Achskurzschluß
durch das sich auf dem betreffenden Gleisabschnitt befindliche Fahrzeug bestimmt.
Bei hohen Frequenzen des Signalstromes hat dieser bei einem Achskurzschluß in der
Nähe des Signaleingangs des betreffenden Gleisabschnittes einen ausreichenden Wert,
jedoch nimmt die Amplitude von hieraus schnell ab und erreicht bei entferntem Achskurzschluß
infolge des hohen induktiven Widerstandes der Schienen bald einen unzulässig niedrigen
Wert.
-
Ziel der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit derartiger Eisenbahn-Sicherungsanlagen
zu erhöhen und die Möglichkeit zu schaffen, mit höheren Signalströmen und daher
billigeren Drosselstößen bzw. mit längeren Gleissicherungsabschnitten zu arbeiten.
-
Zu diesem Zweck ist eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten
Bauart gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß jeder Abschnitt einen ersten
an seinem Eingang E angeordneten Sender, der einen Signalstrom der Charakteristik
Cl erzeugt, sowie einen an seinem Ausgang S angeordneten Empfänger aufweist, welcher
durch den Strom der Charakteristik C1 veranlaßt, einen zweiten in S vorgesehenen
Sender steuert, welcher den Abschnitt zwischen E und S mit einem Signalstrom der
Charakteristik C2 speist, welcher auf eine am Eingang E vorgesehene Signalempfangsvorrichtung,
z. B. ein Relais, einwirkt, und daß der durch ein in dem Gleisabschnitt befindliches
Fahrzeug hervorgerufene Achskurzschluß zwischen dem Eingang E des Abschnittes und
einem Zwischenpunkt L des Abschnittes den Signalstrom C, und zwischen dem Zwischenpunkt
L und dem Ausgang S des Abschnittes den Signalstrom C2 derart nebenschließt, daß
der Signalstrom Cl in S bzw. der Signalstrom C2 in E unter dem Erregungspegel liegt.
-
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung bewirkt, daß entweder das Signal
C1 durch die Achsen des Zuges kurzgeschlossen wird oder das Signal C2, je nachdem
an welcher Stelle des Gleisabschnittes sich der Zug befindet. Gegenüber anderen
Gleisstromkreisen für Eisenbahn-Sicherungsanlagen weist die erfindungsgemäße Schaltanordnung
den Vorteil auf, daß die den Kurzschluß bewirkenden Radachsen bezüglich des wirksamen
Signalstromkreises jeweils nur mit dem halben Längswiderstand der Schienen eines
Gleisabschnittes in Reihe liegen, weil auf der einen Hälfte des Gleisabschnittes
der Signalstrom C1 und auf der anderen Seite des Gleisabschnittes der Signalstrom
C2 kurzgeschlossen wird. Dadurch wird die Amplitude des wirksamen Signals im Vergleich
zu herkömmlichen Eisenbahn-Sicherungsanlagen unter sonst gleichen Verhältnissen
größer, was sich vorteilhaft auf die Betriebssicherheit auswirkt.
-
Die Signalströme C1 und C2 sind dabei Wechselströme unterschiedlicher
Frequenz.
-
Die Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise verwirklicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann am Eingang ein Generator eine
Wechselspannung
mit der Frequenz f 1 in den Signalkreis einspeisen, die am Ausgang mit einer von
einem weiteren Generator gelieferten Frequenz f. gemischt und als Zwischenfrequenz
in den Signalkreis eingespeist und einem Selektivkreis am Eingang zugeführt wird.
Dabei ist zweckmäßigerweise am Eingang ein Frequenzwandler vorgesehen, dem die empfangene
Zwischenfrequenz und die von einem örtlichen Generator gelieferte Frequenz zugeführt
werden, wobei von diesem Frequenzwandler dem Auslösekreis Signale eines entsprechenden
Frequenzgemischs zugeführt werden.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ströme Cl
und C2 Dauerwechselströme unterschiedlicher Frequenz sind, werden am Eingang Signale
der Form f 1-f. erzeugt und in den Signalkreis eingespeist,, und am Ausgang werden
Signale der Form f.-f4 erzeugt und nach Mischung mit den ankommenden Signalen in
den Signalkreis eingespeist. Dabei ist zweckmäßigerweise der die Frequenz f2 am
Eingang erzeugende Generator an einen Frequenzwandler angeschlossen, dem die bei
dem Eingang empfangenen Signale zugeführt werden.
-
Stattdessen können die Signalströme Cl und C2 auch Wechselströme gleicher
oder unterschiedlicher Frequenz sein, die wechselweise in festem oder veränderlichem
Rhythmus im Schienenkreis fließen, wobei dieser Rhythmus eine dem Schienenkreis
überlagerte Signalisierung darstellen kann. Zu diesem Zweck kann am Eingang ein
von einem Taktgeber gesteuerter Wechselschalter vorgesehen sein, der den Signalstromkreis
abwechselnd mit einem Generator eines Wechselstromes der Frequenz F bzw. mit dem
Auslösekreis verbindet. Am Ausgang kann dann ein ähnlicher Taktgeber vorgesehen
werden, der einen weiteren Wechselschalter steuert und den Signalstromkreis abwechselnd
mit dem Empfänger bzw. einem Generator verbindet.
-
Die in der Beschreibung benutzten Bezeichnungen »Eingang« bzw. »Ausgang«
sind rein konventionell. Der Verkehr auf den so gesicherten Gleisabschnitten kann
in beliebiger Richtung verlaufen.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung. Die Fig.
1, 2 und 3 der Zeichnung zeigen schematische Schaltbilder der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung von Gleisstromkreisen für Eisenbahn-Sicherungsanlagen.
-
In den Ausführungsbeispielen ist jeweils nur ein Gleisabschnitt mit
je einem Sender und Empfänger am Anfang und am Ende dargestellt. Selbstverständlich
kann die Erfindung auch für mehrere Abschnitte angewandt werden, wobei bei ungerader
Anzahl der Sender und Empfänger das Signalrelais an dem der Primärspeisung gegenüberliegenden
Ende angeordnet werden kann.
-
Die in den Fig. 1 bis 3 zwischen dem Eingang E und dem Ausgang S des
Gleisabschnittes verlaufenden Linien deuten die Eisenbahnschienen an. Die Enden
dieser Schienen sind zwischen je zwei benachbarten Abschnitten galvanisch getrennt,
werden jedoch durch Drosselstöße überbrückt, die für den Signalstrom einen hohen,
für den Fahrstrom jedoch einen geringen Widerstand darstellen.
-
Fig. 1 zeigt einen Gleisstromkreis, der an seinem Eingang E bzw. an
seinem Ausgang S über einen Drosselstoß an sich bekannter Bauart mit dem nächsten
Abschnitt verbunden ist. Mit der mit Mittelanzapfung versehenen Drosselspule des
Drosselstoßes ist eine Sekundärwicklung gekoppelt, über die der Signalstrom in bekannter
Weise eingespeist bzw. abgenommen werden kann. Ein Wechselstromgenerator
A, der eine Frequenz f 1 liefert, speist über den Verstärker B die
am Eingang E liegende Sekundärwicklung.
-
Der in der Sekundärwicklung am Ausgang S auftretende Wechselstrom
der Frequenz f1 wird bei C gefiltert und einem Frequenzwandler D zugeführt, der
gleichzeitig von einem Generator F mit einer Frequenz f 2 gespeist wird. Der zusammengesetzte
Strom mit einer Zwischenfrequenz Z f2- f 1 wird bei G gefiltert, bei H verstärkt
und sodann der Sekundärwicklung am Ausgang S zugeführt.
-
Der Wechselstrom der Zwischenfrequenz f2-fl wird in der Sekundärwicklung
am Eingang E empfangen, bei I gefiltert und einem Frequenzwandler
J
zugeführt, der von einem örtlichen Generator K mit einer Frequenz f3 gespeist
wird. Der zusammengesetzte Strom der Frequenz f3+ (f2-f,) wird bei L
gefiltert
und bei M verstärkt. Der resultierende Strom durchfließt ein hochselektives Filter
N, beispielsweise von elektromechanischer Bauart, wird bei 0 verstärkt und schließlich
dem Signalrelais R zugeführt. Bei dieser Ausführungsform kann der örtliche Generator
K weggelassen werden; die örtliche Versorgung wird dann dem Generator
A der Frequenz f 1 entnommen und direkt oder nach Verdoppelung dem
Frequenzwandler J zugeführt.
-
Die Stromcharakteristiken Cl und C2, hier die Frequenzen f
1 und (f 2- f 1) sind so gewählt, daß der Strom der Frequenz
f 1 zwischen E und einem Zwischenpunkt L, der Strom der Frequenz (f2 - f
) zwischen L und S wirksam kurzgeschlossen wird, wenn sich ein Fahrzeug
zwischen E und L bzw. L und S befindet.
-
Im folgenden wird die Anordnung nach Fig. 2 beschrieben. Gewisse hochselektive
Filter und Oszillatoren, beispielsweise Oszillatoren mit Steuerung durch piezoelektrischen
Quarz, sind nur für höhere Frequenzen als die bei Schienenkreisen anwendbaren herstellbar.
Die Verwendung eben dieser hochselektiven Elemente bildet den Gegenstand der Signalvorrichtung
nach Fig. 2.
-
In den Schienenkreis werden über die Sekundärwicklung am Eingang E
in Generatoren A1 und A2 erzeugte und dem Frequenzwandler P zugeführte Wechselströme
mit Frequenzen f 1 und f 2 nach Verstärkung bei B eingespeist. Auf
dem Schienenstrang fließt daher ein Strom der Frequenz f 1- f2.
-
Der in der Sekundärwicklung S aufgenommene und in dem Filter C gefilterte
Wechselstrom der Frequenz f 1- f ., wird dem Frequenzwandler D zugeführt, der am
Ort von Generatoren F3 und F4 mit Wechselströmen der Frequenz f3 und f4 gespeist
wird. Der Frequenzwandler S2 liefert einen Wechselstrom der Frequenz f3-f4.
-
Am Ausgang des Frequenzwandlers fließt unter anderem ein Strom der
Frequenz (f 3 - f 4) - (f1 -f2), der in G gefiltert, bei H verstärkt und sodann
wieder der Sekundärwicklung am Ausgang S zugeführt wird.
-
Der entsprechende, in der Sekundärwicklung am Eingang E aufgenommene
Strom wird in 1 gefiltert und dem Frequenzwandler J zugeführt, der außerdem von
dem Generator A2 mit einer Frequenz f2 versorgt wird.
Am Ausgang
des Frequenzwandlers J fließt unter anderem der Strom der Frequenz f 2 der in dem
hochselektiven Filter N gefiltert, bei O verstärkt und sodann dem Relais R zugeführt
wird. In Fig. 3 ist eine Signalvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, bei
welcher die Wechselströme mit den Charakteristiken Cl bzw. C, abwechselnd im Schienenkreis
fließen.
-
Die mit der Sekundärwicklung der Halbimpedanzbrücke am Eingang E des
Schienenkreises in Verbindung stehende Vorrichtung weist einen Wechselschalter Q1
auf, der von einem Taktgeber T1 gesteuert wird und abwechselnd die Sekundärwicklung
der Halbimpedanzbrücke mit einem einen Strom mit der Frequenz F liefernden Generator
A bzw. mit einer aus einem Verstärker N, einem Filter O und dem Relais R bestehenden
Schaltungsanordnung verbindet. Das Filter O kann ein einfaches oder ein hochselektives
Filter sein; in diesem Fall kann ihm ein Frequenzwandler mit örtlichem Generator
vorgeschaltet werden.
-
Am Ausgang S ist ein Wechselschalter Q, vorgesehen, welcher von einem
Taktgeber T2 gesteuert wird, der seinerseits durch Impulse vom Empfänger U in Gang
gesetzt wird. Der Schalter verbindet die Sekundärwicklung der Halbimpedanzbrücke
abwechselnd mit dem Empfänger U oder mit einem Generator Y
eines Wechselstroms
der Frequenz F.
-
Gemäß der Taktierung speist der Generator A den Schienenkreis während
der ungeraden Bruchteile des Taktes. Die Vorrichtung am Ausgang S empfängt diese
Erregung und bewirkt während der geraden Bruchteile des Taktes eine Antwort unter
gleicher Frequenz. Der entsprechende Strom betätigt das Relais R.
-
Nach den jeweiligen Erfordernissen kann die Taktgebung entweder mit
konstanter Frequenz erfolgen, wobei das Relais R dann eine Verzögerungsvorrichtung
aufweisen kann, oder sie kann mit veränderlicher Frequenz erfolgen, um Fahrzeugen
oder dem entgegengesetzten Ende des Schienenkreises Signale zu übermitteln.