DE2312953A1

DE2312953A1 - Eisenbahn-signalsystem

Info

Publication number: DE2312953A1
Application number: DE2312953A
Authority: DE
Inventors: Michael Sambrook Birkin
Original assignee: British Railways Board
Current assignee: British Railways Board
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1973-03-15
Publication date: 1973-09-20
Also published as: CH564448A5; GB1362142A; IT981171B; AU5305973A; FR2176795A1; CA966220A; JPS4912504A; ATA230773A; FR2176795B1; ZA731516B

Description

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PATENTANWÄLTE L O I 4 v? 3 W BANKKONTEN: DEUTSCHE BANK AG. NORNBERG BLZ 7*070012

KONTO NR. 341164

POSTSCHECKKONTO: NORNBIRG <70S1

Nürnberg, 15-5·1975 120/17/56

British Railways Board, 222, Marylebone Road, London, N-W.1, England

"Eisenbahn-Signalsystem"

Die Erfindung betrifft ein Eisenbahn-Signalsystem mit gleisseitigem Informationsgeber und fahrzeugeigenem Informationsaufnehmer zur Mitteilung von Signalzuständen an den Zugführer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Signalsystem im Hinblick auf die Erfordernisse des praktischen Einsatzes zu verbessern, insbesondere eine funktionssichere Arbeitsweise bei der Anzeige mehrerer unterschiedlicher Signalzustände zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch vor einem Mehrfachsignal am Geleise angeordnete Informationsgeber in Form einer Gruppierung eines Permanentmagneten einer Induktionsspule und einer Antenne durch Schaltmittel zum Erregen der Induktionsspule mit einem Gleichstrom und der Antenne auf einem HP-Signal in Abhängigkeit von der jeweiligen Signalstellung, sowie durch am Eisenbahnzug befestigte Detektoren zum Erfassen der Felder des Permanentmagneten der Induktionsspule und der Antenne und zur Signalgabe an eine Steuerschaltung zum Ansteuern einer Signal- und

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Warnanlage entsprechend der momentanen Signalstellung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach-· stehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen zweckgemäß den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Teilstück eines Eisenbahngeleises, bei dem der schienengebundene Informationsgeber des erfindungsgemäßen Eisenbahn-Signalsystemes zwischen den Schienen angeordnet ist und erfindungsgemäß aus einem Permanentmagneten, einer Induktionsspule und einer Antenne besteht;

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild¹ eines vom Informationsgeber beeinflußbaren zuggebundenen Informationsaufnehmers mit nachgeschalteter Steuerschaltung zum Betreiben einer im Fahrstand angebrachten Signal- und Warnanlage; - - . ·

Fig. 3 und Fig. 4 . ·

Prinzipschaltbilder zweier Ausführungsbeispiele für das Ansteuern der Induktionsspule einerseits und einer Gleisspule andererseits und

Fig. 5 ein Prinzipschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels für die Ansteuerung der Gleis-Antenne. ·

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Permanentmagnet Io und eine elektrische Induktionsspule 11 zwischen den Schienen 12 eines Eisenbahn-Geleises angeordnet und bilden gemeinsam den gleisseitigen Informationsgeber.

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Eisenbahn-Lichtsignale geben im allgemeinen vier mögliche Signale an, nämlich grün, zwei gelb und ein rotes Licht. Das grüne Licht wird eingeschaltet, um anzuzeigen, daß die Strecke davor frei ist. In diesem Falle ist die elektrische Induktionsspule 11 durch eine geeignete Gleichstromquelle erregt.

Ein vom Zug getragener Informationsaufnehmer erfaßt die magnetischen Felder sowohl des Permanentmagneten Io als auch der gegebenenfalls eingeschalteten Induktionsspule 11j wenn letztere erregt ist und ihr Feld vom Informationsaufnehmer erfaßt wird, erfolgt über eine dem Informationsaufnehmer nachgeschaltete Steuerschaltung ein Ansteuern einer im Führerstand installierten Signal- und Warnanlage in der Weise, daß dem Zugführer angegeben wird, daß er sich einem Signal mit grünem Licht nähert und folglich keine Bremsung einzuleiten braucht.

Wenn jedoch eine der beiden Vorwarnungen, nämlich Einfach-Gelb oder Doppel-Gelb, oder wenn das rote Stop-Zeichen eingeschaltet ist, wird die Induktionsspule 11 nicht erregt. Der am Zug angebrachte Informationsaufnehmer erfaßt diese Tatsache und steuert einen entsprechenden Warngeber im Führerstand an; wenn eine darauf abgestimmte Reaktion des Zugführers nicht ausgeführt wird, betätigt die Signal- und Warnanlage selbsttätig die Bremsen des Zuges.

Bei einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich eine Schleifen-Antenne 13 geeigneter Abmessung aus einer einzelnen oder aus mehreren Windungen zwischen den Schienen 12, neben dem Permanentmagneten Io und der

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Induktionsspule 11, ausgelegt. "

Die Induktionsspule 11 wird von einem gleichgerichteten Wechselstrom und die Antenne 15 von einer geeigneten Hochfrequenzquelle gespeist, wobei die beiden Elemente nach Bedarf erregt werden, wie im einzelnen unten näher erläutert wird.

Ein Zug, der auf den Schienen 12 des Eisenbahn-Geleises in Richtung des Pfeiles "A" fährt, führt als Informationsaufnehmer Detektoren zum Erfassen der Felder mit, die durch die genannten Elemente, nämlich den Permanentmagneten lo, die Induktionsspule 11 und die Antenne 13, erzeugt werden. Die nachstehende Tabelle zeigt, wie in Abhängigkeit von der Stellung eines Mehrfachsxgnales, dem sich der Zug nähert, diese Elemente erregt werden.

Signalstellung

Permanentmagnet

Induktionsspule

Antenne

gelb

gelb-gelb

grün

5. Stellung

wirksam wirksam wirksam wirksam wirksam

erregt
erregt

erregt erregt

Die in der Tabelle angegebene Signaifolge entspricht derjenigen, die bei den Britischen Eisenbahnen eingeführt ist: wo öin rotes Signal dem Zugführer anzeigt j daß der Zug aiii Signal gestoppt worden muß; eih gelbes Signal zeigt ste%s ah.

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daß das nächstfolgende Signal momentan auf rot steht, ein doppeltes gelbes Signal zeigt an, daß das übernächste Signal auf rot äteht; während ein grünes Licht angibt, daß die Fahrtstrecke voraus,über mindestens eine Wegstrecke von drei Signalabständen,frei ist. Diese Signalbedeutungen unterscheiden sich etwas von solchen bei anderen bekannten Signalsystemen, bei denen z.B. die verschiedenen Signalstellungen die zulässige Höchstgeschwindigkeit angeben, mit denen ein Zug fahren darf.

Wie aus der Tabelle ersichtlich, sind den Signalstellungen bestimmte' Felder-Kombinationen zugeordnet; dabei ist das Feld des Permanentmagneten Io stets vorhanden und gibt an, daß nun gerade ein schienengebundener Informationsgeber überfahren wird. Abhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Felder der danach noch überquerten Elemente des Informationsgebers wird dann über die dem Informationsaufnehmer nachgeschaltete Steuerschaltung ein geeignetes Warnsignal im Führerstand eingeschaltet, dessen Beachtung der Zugführer in gewissen Fällen bestätigen muß.

Bei einer Anwendung der Erfindung im Zusammenhang mit anderen Signalsystemen kann diese Einrichtung auch herangezogen werden, um andere für den Fahrbetrieb benötigte Angaben zu liefern, beispielsweise eine ziffernförmige Anzeige einer zulässigen Geschwindigkeit.

Bei der Signalstellung "grün" erfaßt der zuggebundene Informationsaufnehmer zunächst das Feld des Permanentmagneten Io und gleich danach dasjenige der erregten Induktions-

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spule 11, während die Antenne 13 nicht erregt ist.

Zeigt die Signalstellung zwei gelbe Lichter, so erfaßt der zuggebundene Informationsaufnehmer zunächst das Feld des Permanentmagneten Io und danach dasjenige der Antenne 13, die dann an eine Hochfrequenzspeisung angeschaltet ist, während nun die Induktionsspule 11 abgeschaltet ist. ,

Zeigt das Signal einmal-gelb oder zeigt es rotes Licht, dann sind weder die Induktionsspule 11 noch die Antenne 13 erregt,

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, enthält der zuggetragene Informationsaufnehmer einen Magnetfeld-Detektor 14, der bei Anregung durch ein äußeres Feld eine logische Schaltung 15 ansteuert. Bei Aufnahme des Feldes eines Permanentmagneten Io werden im Führerstand eine Anzeige, ein Alarmgerät und/oder ein Quittierschalter angesteuert, und zwar ertönt,wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles weder ein Feld der Induktionsspule 11 noch einer der Antenne erfaßt werden, ein Warnton aus einem Horn 16, das über die logische Schaltung 15 innerhalb der Steuerschaltung angesteuert wird. Der Zugführer kann diese Warnung durch Betätigen eines Quittierschalters 17 bestätigen, dessen Funktion ebenfalls durch die logische Schaltung 15 vorbereitet wurde und der zugleich aufleuchtet, wodurch das Horn 16 wieder abgeschaltet wird. Nimmt der Zugführer diese Bestätigung nicht vor, wird die Bremsung des Zuges selbsttätig eingeleitet.

Wenn innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalles seit Erfassen des Magnetfeldes eines. Permanentmagneten Io durch den Detektor 14 auch das Feld einer Induktionsspule 11 er-

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faßt wird, was einer Signalstellung "grün" entspricht, reagiert die logische Schaltung 15 in der Weise, daß eine Glocke 18 kurz ertönt und die logische Schaltung 15 selbsttätig wieder zurückgesetzt wird. Eine Bestätigung seitens des Zugführers ist in diesem Falle nicht notwendig. Zum Erfassen des Hochfrequenzfeldes der Gleis-Antenne 15 ist der Informationsaufnehmer zusätzlich mit einer Empfangsantenne 19 ausgestattetj wenn diese innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles ab Erreichen des Permanentmagneten Io ein Hochfrequenzfeld aufnimmt, anstelle der Aufnahme eines Feldes einer erregten Induktionsspule 11 durch den Detektor 14, dann wird ein entsprechendes Signal über ein Bandpaßfilter 21, einem Verstärker 22 und einem Detektor 23 auf einen Relaiswähler 2o gegeben, und bewirkt, daß Relaiskontakte 24 umschalten und einen anderen Quittiersehalter mit der logischen Schaltung 15 verbinden.

Wenn außer dem Feld des Permanentmagneten Io nur das der Antenne 13 vom Informationsaufnehmer erfaßt wird, bewirkt die logische Schaltung 15 wiederum, daß vom Horn 16 eine akustische Warnung abgegeben wird; der Zugführer muß die EntgegeHahme dieser Warnung, die nun auf die Signalstellung "zweimal gelb" hinweist, durch Betätigen des Quittierschalters 25 bestätigen, der, über die logische Schaltung 15 angesteuert, aufleuchtet, andernfalls wird wiederum automatisch die Bremsung des Zuges eingeleitet. Der Relaiswähler 2o und damit auch die Relaiskontakte 24 werden durch ein Signal von der logischen Schaltung 15 in seine Ausgangsstellung zurückgesetzt, wenn der Detektor 14 das Erreichen des nächsten Permanentmagneten Io im Verlaufe des Schienenweges äüffäß-b* der (äätiri zugleich bewirkt, daß die logische

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Schaltung 15 erneut mit dem Quittierschalter 17 verbunden wird.

Wenn das Signalsystem eines Zuges dafür eingerichtet ist, auch eine (in der Tabelle angegebene) 5- Signalstellung zu empfangen, dann ist die Anzeige- und Bedienungseinheit apparativ aufwendiger, als in Fig. 2 dargestellt. Sie enthält dann auch Mittel zur Anzeige und Bestätigung der Signalstellung "grün". Auch die Punktion der logischen Schaltung 15 muß dann erweitert werden, etwa dadurch, daß eine zusätzliche Zeitspanne vorgegeben ist, innerhalb derer die etwaige Anwesenheit eines Trägersignals der Antenne 13 erfaßt werden kann; wenn sowohl die "Felder des_vPermanentmagneten Io als auch der Induktionsspule 11 aufgefaßt wurden.

Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, die logische Schaltung 15 so aufzubauen, daß zwischen der Signalstellung "grün" und der 5. Signalstellung sicher unterschieden werden kann.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen alternative Ausführungsbeispiele von Versorgungskreisen für die Speisung der Induktionsspule 11 und der Antenne 13- In Fig. 3 wird die elektrische Induktionsspule 11 unmittelbar über ein Kabel 26 mit dem Gleichstrom aus z.B. einer gleichgerichteten Wechselspannungsversorgung gespeist, wofür im Kabel 26 ein Relaisschalter 27 angeordnet ist, der geschlossen wird,wenn die Induktionsspule 11 angesteuert werden soll. Entsprechend wird die Antenne I3 über ein Kabel 29 mit einem Hochfrequenzsignal aus einem Oszillator 28 gespeist, bespielsweise mit einem Signal der Frequenz von 68 kHz.Ein Relaisschalter 30

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ist in diesem Kabel 29 mituntergebracht.

Bei der Schaltanordnung gemäß Fig. 4 wird ein gemeinsames Kabel 31 anstelle der zwei separaten Kabel 26 und 29 aus Pig. 3 benutzt. Ein zur Induktionsspule 11 parallelgeschalteter Kondensator 32 stellt sicher, daß das Hochfrequenzsignal vom Oszillator 28 nicht die Induktionsspule 11 erregt. Entsprechend verhindert ein mit der Antenne 13 in Serie geschalteter Kondensator 33* daß der Gleichstrom für die Induktionsspule 11 über die Antenne fließt.

Bei dem in Pig. 5 dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Schaltanordnung zum Speisen der Antenne 13 enthält ein Hochfrequenzsignalgenerator 3^ einen Leistmgsversorgungsteil 35, einen Oszillator J>6 und einen Leistungsverstärker 37; er ist räumlich dicht bei der Antenne 13 angeordnet und mittels eines Kopplungstransformators 38 an diese angeschaltet. Dadurch sind lange Speisekabel zwischen dem Trägerfrequenzgenerator "$k und der Antenne 13 vermieden. Die Wechselspannungsversorgung für den Trägerfrequenzgenerator y\ erfolgt über ein Speisekabel 39 und wird gegebenenfalls mittels eines Relaisschalters 4o eingeschaltet, welcher geschlossen ist, wenn die Signalstellung "zweimal gelb" bzw. der 5- Signalzustand angezeigt werden soll.

In entsprechender Weise wird ein Relaisschalter 27 im Kabel zur Induktionsspule 11 geschlossen, wenn die Induktionsspule erregt werden soll, weil die Signalstellung im Beispiel obiger Tabelle "grün" ist, ferner wenn der 5- Signalzustand angezeigt werden soll.

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Die Antenne 13 kann gleichermaßen als Rahmen- oder Spulenantenne, wie in der Zeichnung skizziert, oder als eine Ferritstabantenne bekannter Art gestaltet sein, um das hochfrequente Trägersignal zur Empfangsantenne 19 des zuggebundenen Informationsaufnehmers zu übertragen. Es kann auch eine Rahmenantenne, insbesondere als gedruckte Schaltung angewandt werden. Dabei kann nach einer Weiterbildung der Erfindung diese Rahmenantenne unmittelbar in das Gehäuse des Trägerfrequenzgenerators ~$K eingebaut sein.

Die mehrfach erwähnte 5- Signalstellung, bei der sowohl die Induktionsspule 11 als auch die Antenne 13 angesteuert sind, wird zweckmäßigerweise in Verbindung mit Hochgeschwindigkeitszügen angewendet, um den Informationsumfang des Signalsystems zu vergrößern. Hochgeschwindigkeitszüge benötigen eine bedeutend längere Strecke für das. Bremsen von maximaler Geschwindigkeit bis zum Stillstand, vergl-ichen mit herkömmlichen Zügen, deren Geschwindigkeit wesentlich niedriger ist. Diese 5. Signalstellung kann bei solchen Betriebssituationen vorgesehen sein, in denen deim Zugführer des Hochgeschwindigkeitszuges angezeigt werden soll, daß die Strecke maximale Reisegeschwindigkeit des Zuges zuläßt, da der Schienenweg voraus zumindest über diejenige Distanz, die zum Abbremsen des Hochgeschwindigkeitszuges erforderlich ist, frei ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen, sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen bzw. dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

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Claims

Ansprüche

1. jEisenbahn-Signalsystem mit gleisseitigem Informationsjer und fahrzeugeigenem Informationsaufnehmer zur Mitteilung von Signalzuständen an den Zugführer, gekennzeichnet durch vor einem Mehrfachsignal am Geleise angeordnete Informationsgeber in Form einer Gruppierung eines Permanentmagneten (lo), einer Induktionsspule (11) und einer Antenne (13) durch Schaltmittel zum Erregen der Induktionsspule (11) mit einem Gleichstrom und der Antenne (13) mit einem HP-Signal in Abhängigkeit von der jeweiligen Signalstellung, sowie durch am Eisenbahnzug befestigte Detektoren zum Erfassen der Felder des Permanentmagneten (lo), der In-' duktionsspule (11) und der Antenne (13) und zur Signalgabe an eine Steuerschaltung zum Ansteuern einer Signal- und Warnanlage entsprechend der momentanen Signalstellung.

2. Signalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß Schaltmittel (Relaisschalter 27,3o,4o) vorgesehen sind, die die Erregung der Induktionsspule (11) und der Antenne (13) bei Signalstellungen, aufgrund derer ein Zug anhalten soll oder allenfalls noch mit extremer Vorsicht weiterfahren darf, unterbrechen.

3. Signalsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Kabel (31) zur Verbindung der Induktionsspule (11) mit einer Gleichspannungsversorgung und der Antenne (13) mit dem Hochfrequenzsignalgenerator (28) vorgesehen ist, dient und daß der Induktionsspule (11) eine Filterschaltung (32) zur Abschirmung gegen das Hochfrequenzsignal und der Antenne (13) eine Filterschaltung (33) zur Abschirmung des Gleichstromsignales zugeordnet ist.

—2—

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λϊ

4. Signalsystem nach Anspruch T oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsignalgenerator (34) an der Schiene, neben der Antenne (13)* angeordnet ist.

5· Signalsystem nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (13) als eine geschlossene Schleife aus einer oder mehreren Windungen gebildet ist.

6. Signalsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (13) als Ferritstabantenne aufgebaut ist.

7· Signalsystem nach Anspruch 1, dadurch g4cennzeichnet, daß der Informationsaufnehmer eine erste und eine zweite Aufnehmerinduktivität enthält, von denen die erste ein Detek- ■ tor (l4) zur Aufnahme des statischen Magnetfeldes des Permanentmagneten (lo) und des Feldes der Induktionsspule (11) ist und wobei die zweite eine Empfangsantenne (19) zur Aufnahme des Hochfrequenzfeldes der Antenne (13) ist, wobei der Detektor (14) über eine logische Schaltung (15) mit einer ersten und einer zweiten Alarmeinrichtung (Horn 16) und'einem, ersten Quittierschalter (17) für die zweite Alarmeinrichtung verbunden ist, daß die Empfangsantenne (19) auf ein Relais (2o) geschaltet ist, dessen Kontakte "(24) die logische Schaltung (15) an einen zweiten Quittierschalter (25) für die zweite Alarmeinrichtung anschalten, wobei von der logischen Schaltung (15) die zweite Alarmeinrichtung (l8) bäätigt wird, wenn weder die Induktionsspule (11) noch die Antenne (13) erregt sind und wobei das Ansprechen der zweiten Alarmeinrichtung (18) mittels des zweiten Quittierschalters (25) betätigt werden muß.

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