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Gleisstromkrei sanordnung für aneinandergrenzende
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Gleisabschnitte Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleisstromkreisanordnung
für aneinandergrenzende Gleisabschnitte, von denen wieder über eine zugeordnete
Sendeeinrichtung an einer Einspeisestelle ein abschnittsspezifisches, mit einer
abschnittsspezifischen Kennung versehbares Wechselstromsignal erhält, das einen
an einer Ausspeisea stelle des betreffenden Gleisabschnittes angeschlossenen Empfänger
speist, der in Verbindung mit einer Auswerteeinrichtung nur beim Vorliegen des mit
der Kennung versehenen abschnittsspezifischen Wechselstromsignals vorgegebener Amplitude
ein abschnittsbezogenes Freimeldesignal ausgibt, mit einer abschnittsspezifischen
Schalteinrichtung, die beim Empfang des Wechselstromsignals vorgegebener Amplitude
das Aussenden der Kennung und beim Unterschreiten der Amplitude die Abgabe eines
Informationstelegrammes für ein sich in dem Gleisabschnitt befindendes Fahrzeug
bewirkt, welches Empfangsantennen vor der ersten Fahrzeugachse aufweist.
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Zur Gleisfreimeldung werden seit vielen Jahren im Eisenbahnsicherungswesen
neben Achszählkrei sen Einrichtungen unter Verwendung von Gleisstromkreisen verwendet.
Hiermit wird in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Überwachung der jeweiligen
Gleisbesetzung gewährleistet. Zu dem Zweck wird das Gleis in aufeinanderfolgende
Gleisabschnitte unterteilt, und zwar vorzugsweise unter Verzicht auf jegliche Isolierstöße.
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Die Abschnittstrennung wird durch Verwendung spezieller Gleisschaltmittel
in Form von Kupferseilen und Abstimmkondensatoren erreicht, die für bestimmte Fre-
quenzen
abgestimmte Schwingkreise bilden. In Fahrrichtung gesehen wird am Ende derartiger
Gleisabschnitte in die Schienen ein Wechselstrom vorgegebener Frequenz eingespeist,
der bei freiem Gleisabschnitt am anderen Ende wieder zur Verfügung steht, bewertet
wird und schließlich ein Gleisrelais zur Abgabe eines abschnittsbezogenen Freimeldesignals
steuert. Bei besetztem Gleisabschnitt dagegen ist das zugehörige Gleisrelais abgeschaltet.
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Die moderne Eisenbahnsicherungstechnik hat ferngespeiste Tonfrequenz-Gleisstromkreise
entwickelt. Um nun bei der Trennung der Gleisabschnitte untereinander gegenseitige
Beeinflussungen zu vermeiden, werden aufeinanderfolgenden Gleisabschnitten Wechselstromsignale
verschiedener Frequenz zugeordnet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt,
daß jeweils nur dasjenige Gerät, welches zu einem bestimmten Gleisstromkreis gehört,
das diesem Gleisstromkreis zugeordnete Wechselstromsignal auswertet, jedoch kein
anderes. Hierdurch wird vermieden, daß etwaige elektrische Störgrößen zur unzulässigen
Freimeldung eines Gleisabschnittes beitragen könnten.
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Bei ferngespeisten Gleisstromkreisen werden die Wechselstromsignale
zwischen einem ausgebenden Stellwerk und den Gleisstromkreisen über Kabel geführt,
die eine Vielzahl von Adern enthalten. Um sicherzustellen, daß durch eventuelle
Aderberührungen keine Gefährdungen entstehen, also unzulässige Freimeldungen ausgelöst
werden, wird für jeden Gleisstromkreis nicht nur das abschnittsspezifische Wechselstromsignal
zugeführt, sondern dieses noch mit einer abschnittsspezifischen Kennung versehen
(DE-OS 31 39 068). Diese zusätzlichen
abschnittsspezifischen Kennungen
können dadurch realisiert werden, daß den Wechselstromsignalen im Rahmen einer Frequenzmodulation
bestimmte Bitmuster zugeordnet werden. Diese bekannten Gleisstromkreisanordnungen
haben sich in der Praxis gut bewährt.
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Die beschriebenen Anlagen lassen sich bei geringem Mehraufwand so
modifizieren, daß auch eine linienförmige Informationsübertragung von der Strecke
auf in den einzelnen Gleisabschnitten sich befindende Schienenfahrzeuge ermöglicht
wird (DE-PS 32 42 199). Hierbei ist bei den Sendeeinrichtungen im Stellwerk eine
spezielle Schalteinrichtung vorgesehen, die bei besetztem Gleisabschnitt anstelle
der abschnittsspezifischen Kennung dem nach wie vor zugeführten Wechselstromsignal
ein für das Schienenfahrzeug bestimmtes Informationstelegramm durchschaltet. Die
Schienenfahrzeuge sind mit Empfangsantennen ausgerüstet, die jeweils vor der ersten
Fahrzeugachse liegen. Diese Anordnung ist wichtig, da infolge des Achskurzschlusses
hinter der ersten Achse kein Empfang möglich ist. Diese Erkenntnis führt dazu, daß
zum Zwecke einer gesicnerten Informationsübertragung auf die Schienenfahrzeuge unabhängig
von der jeweiligen Fahrrichtung die Einspeisestellen der Gleisabschnitte stets -
bezogen auf die jeweilige Fahrrichtung - vor dem Schienenfahrzeug liegen muß. Andere
Fahrrichtungen, wie sie im Regelfahrbetrieb üblich sind, kommen immer dann vor,
wenn ein sogenannter Gleiswechselbetrieb vorgenommen werden muß. Die bisherigen
Einrichtungen lassen den oben geschilderten Betrieb, also Gleisfreimeldung und linienförmige
Informationsübertragung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fahrrichtungen
auf ein und demselben Gleis, jedoch noch nicht zu. Hierzu müßten für jeweils an
die festgelegte
Fahrrichtung geänderte Ein- und Ausspeisepunkte
am Gleis weitere Kabel zur Fernspeisung vorgesehen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleisstromkreisanordnungen
der eingangs geschilderten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß ohne einen Mehraufwand
an Kabeln zur Fernspeisung der Gleisstromkreise und Informationsübertragung diese
Einrichtungen auch dann erfolgreich arbeiten, wenn die Gleisanlagen von Fall zu
Fall in unterschiedlichen Fahrrichtungen betrieben werden. Das Konzept soll so gestaltet
sein, daß bestehende Einrichtungen ferngespeister Gleisstromkreise, die noch keine
zusätzlichen Einrichtungen zur Informationsübertragung auf die Schienenfahrzeuge
aufweisen, in der Verkabelung zwischen den Gleisstromkreisen und dem Stellwerk dann
keine Veränderungen erfahren müssen, wenn sie unter der Voraussetzung eines Gleiswechselbetriebes,
also Fahrten mit wechselnd unterschiedlichen Fahrrichtungen, umgerüstet werden sollen
auf ferngespeiste, kodierte Tonfrequenz- Gleisstromkreise mit Informationsübertragung
von ortsfesten Einrichtungen auf die Schienenfahrzeuge.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen jedem
Gleisabschnitt und die diesem zugeordneten Sende- und Empfangseinrichtungen eine
fahrrichtungsabhängig steuerbare Umschalteinrichtung vorgesehen ist zum bedarfsweisen
Vertauschen der Ein- bzw. Ausspeisestelle, daß bei jeder Ein- und Ausspeisestelle
mindestens eine in ihren Übertragungseigenschaften in Abhängigkeit vom speisenden
Wechselstromsignal umschaltbare Koppelschaltung vorgesehen ist.
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Diese erfindungsgemäße Gleisstromkreisanordnung hat nicht nur den
besonderen Vorteil des geringen Kabelaufwandes zwischen den Gleisabchnitten und
dem zugehörigen Stellwerk; vielmehr wird auch ohne zusätzlichen Steuerkabelaufwand
(Stellwerk-Gleisanlage) eine selbsttätige Anpassung der Stellwerkseinrichtungen
unter Beachtung der Kabelwellenwiderstände an die zugehörigen Ein- bzw. Ausspeisestelien
der Gleisabschnitte erreicht und damit optimale Verhältnisse.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Gleisstromkreisanordnung sieht
vor, daß jede umschaltbare Koppelschaltung aus mindestens einem in seinem U;bersetzungsverhältnis
umschaltbaren Transformator besteht, in Verbindung mit einem Wechselstromdiskriminator
zur Steuer rung der Umschaltvorgänge.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird nachfolgend näher erläutert.
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Im oberen Teil der Zeichnung ist ein Gleisabschnitt GT dargestellt,
der am Anfang und Ende elektrische Verbinder VR1 und VR2 aufweist, die unter anderem
dem Triebstromausgleich dienen. Dieser Gleisabschnitt GT kann fallweise entweder
in der Fahrrichtung F1 oder aber in der Fahrrichtung F2, beispielsweise bei einem
erforderlichen Gleiswechselbetrieb, befahren werden.
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Für die Beschreibung des Ausführungsbeispieles ist angenommen worden,
daß der Gleisabschnitt GT in Fahrrichtung F1 befahren werden soll. Um nun, wie es
in der Beschreibungseinleitung dargestellt ist, eine Informationsübertragung von
einer streckenseitigen Einrichtung auf ein den Gleisabschnitt GT passierendes Fahrzeug
zu
ermöglichen, muß das abschnittsspezifische Wechselstromsignal
an einer Einspeisestelle EE in den Gleisabschnitt GT eingegeben werden. Die Ausgabe
der Wechselstromsignale erfolgt über eine Ausspeisestelle AE. Die jeweiligen Anschlüsse
sind lediglich durch Pfeile angedeutet.
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Würde der Gleisabschnitt GT nicht in Fahrrichtung F1, sondern in Fahrrichtung
F2 befahren, so müßte die Einspeisung im Bereich des elektrischen Verbinders VR2
und die Ausspeisung im Bereich des Verbinders VR1 liegen.
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Da die Wirkungsweise von Gleisfreimeldeeinrichtungen in Verbindung
mit Einrichtungen zur Informationsübertragung durch den in der Beschreibungseinleitung
angegebenen Stand der Technik als ausreichend bekannt angesehen werden kann, sind
im unteren Teil der Zeichnung ganz grob nur Bausteine SG und ER angedeutet, die
einige Kilometer entfernt vom Gleisabschnitt GT in einem Stellwerk angeordnet sein
können. Die Baugruppe SG stellt eine Sendeeinrichtung dar für das abschnittsspezifische
Wechselstromsignal, welches bei freiem Gleisabschnitt mit einer abschnittsspezifischen
Kennung moduliert wird. Bei besetztem Gleisabschnitt GT überträgt es anstelle der
abschnittsspezifischen Kennung ein Informationstelegramm, welches über eine Leitung
L1 zugeführt wird. Die Baugruppe ER stellt einen Empfänger dar für die über die
Ausspeisestelle AE abgegebenen Wechselstromsignale. Bei freiem Gleisabschnitt GT
wird vom Empfänger ER über eine Leitung L2 ein abschnittsbezogenes Freimeldesignal
ausgegeben.
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Aus anpassungs- und übertragungstechnischen Gründen ist es nun wichtig,
die Sendeeinrichtung SG bzw. den Empfänger ER über spezielle Koppelschaltungen mit
dem Gleisabschnitt GT zu verbinden. So muß die Koppelschaltung, die mit demjenigen
Teil des Gleisabschnittes GT verbunden wird, der als Einspeisestelle dient, andere
Übertragungseigenschaften haben als diejenige Koppelschaltung, die mit dem anderen
Teil des Gleisabschnittes GT verbunden wird, der als Ausspeisestelle dient.
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Im Ausführungsbeispiel sind zwei Koppelschaltungen KG1 und KG2 vorgesehen,
die je zwei Übertrager U1 und U2 bzw. U3 und U4 sowie je einen Stromwandler SR1
bzw. SR2 enthalten. Beide Koppel schaltungen KG1 und KG2 sind in ihren Übertragungseigenschaften
umschaltbar. Eine diesbezügliche Steuerung erfolgt innerhalb der Koppelschaltung
KG1 durch ein Relais RS1, welches über eine Gleichrichterschaltung GL1 aus dem Stromwandler
SR1 gespeist wird. Diese Bauteile stellen praktisch einen Wechselstromdiskriminator
dar. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Koppelschaltung KG2 bezüglich des Relais
RS2, eine Gleichrichterschaltung GL2 und den Stromwandler SR2. Es wurde bereits
angedeutet, daß zur Erläuterung des Ausführungsbeispieles angenommen wird, daß der
Gleisabschnitt GT in Fahrrichtung F1 befahren werden soll und daß demzufolge die
erforderlichen Wechselstromsignale bei der Einspeisestelle EE in den Gleisabschnitt
GT eingegeben werden müssen. Dies ist die Voraussetzung dafür, daß ein den Gleisabschnitt
GT in Fahrrichtung F1 sich bewegendes Fahrzeug Informationstelegramme empfangen
kann. Dabei gelangen die Wechselstromsignale von der Sendeeinrichtung SG mittelbar
über eine Umschalteinrichtung UG, die weiter unten in ihrer Funktion noch näher
erläutert wird, über ein Aderpaar L3,L4
in die Koppelschaltung
KG1. Dieser Speisewechselstrom reicht aus, das Relais RS1 anzuschalten; dieses ist
durch einen nach oben zeigenden Pfeil am Relaissymbol angedeutet. Bei diesem Relaisschaltzustand
ist ein Kontakt RS11 des Relais RS1 geschlossen und weiterer Kontakt RS12 geöffnet.
Pfeile an den Kontaktsymbolen deuten an, daß die dargestellte Kontaktlage ausschließlich
für den angeschalteten Zustand des zugehörigen Relais RS1 gilt. Unter Berücksichtigung
der für das Arbeitsbeispiel festgelegten Kontaktlage der Kontakte RS11 und RS12
gelangen die über die Leitungen L3 und L4 zugeführten Wechselstromsignale über die
Primärwicklung des Stromwandlers SR1, die Primärwicklung U12 des Übertragers U1
und den Kontakt RS11. Die Sekundärwicklung U11 des Übertragers U1 wird mit der Einspeisestelle
EE (nähere Einzelheiten sind der Einfachheit halber nicht weiter dargestellt) verbunden.
Aufgrund des geöffneten Kontaktes RS12 ist beim Einspeisen der Ubertrager U2 mit
seinen Wicklungen U21 und U22 nicht wirksam.
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In der Koppel schaltung KG2 ist das Relais RS2 abgefallen. Hierdurch
ist dessen Kontakt RS21 geöffnet und der Kontakt RS22 geschlossen. Somit gelangen
die von der Ausspeisestelle AE abgegebenen Wechselstromsignale über Wicklungen U31
und U32 des Übertragers U3 auf eine Wicklung U41 des t'bertragers U4. Eine als Sekundärwicklung
arbeitende Wicklung U42 des Übertragers U4 speist schließlich die Wechselstromsignale
über den Kontakt RS22 sowie die Primärwicklung SR21 des Stromwandlers SR2, ein Leitungspaar
L5/L6, die Umschalteinrichtung UG in den Empfänger ER. Die Ströme sind dabei so
gering, daß das Relais RS2 stets abgefallen bleibt.
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Die Umschalteinrichtung UG enthält Kontakte US13, US14, US15 und
US16 eines beim Arbeitsbeispiel über einen Transistor TR1 angeschalteten Umschaltrelais
U1 sowie Kontakte US23, US24, US25 und US26 eines zweiten Umschaltrelais US2, welches
mit Hilfe eines Transistors TR2 anschaltbar ist. Je nach dem, ob der Gleisabschnitt
GT in der einen oder anderen Fahrrichtung F1 bzw. F2 befahren werden soll, wird
innerhalb des Stellwerkes (nicht dargestellt) über eine der beiden Leitungen L7
bzw. L8, im vorliegenden Beispiel über die letztgenannte Leitung, ein diesbezügliches
Steuersignal gegeben. Aus Sicherheitsgründen ist im Anschaltstromkreis des Umschaltrelais
US1 bzw. US2 ein Kontakt US21 bzw. US11 des jeweils anderen Umschaltrelais US2 bzw.
US1 vorgesehen. Aufgrund dieser Maßnahme bleibt das Umschaltrelais US2 auch bei
eventuellen unerwünschten Störsignalen auf den Transistor TR2 abgeschaltet, weil
der Kontakt US11 des Umschaltrelais US1 beim Arbeitsbeispiel geöffnet ist. Entsprechendes
gilt sinngemäß für das Relais US1, wenn in Richtung F2 gefahren werden soll und
das Relais US2 angeschaltet ist.
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Beim vorliegenden Arbeitsbeispiel sind somit die Sendeeinrichtung
SG über die Kontakte US13 und US14 und die Leitungen L3, L4 mittelbar mit der Einspeisestelle
EE und der Empfänger ER über die Kontakte US25 und US26 mittelbar mit der Ausspeisestelle
AE des Gleisabschnittes GT verbunden.
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Soll nun der Gleisabschnitt GT nicht in Fahrrichtung F1, sondern in
Fahrrichtung F2 befahren werden, so wird anstelle des über die Leitung L8 gegebenen
Steuersignals dieses über die Leitung L7 geführt. Dann ist das Umschaltrelais US1
abgeschaltet und das Umschaltrelais US2
angeschaltet. Durch diesen
Steuervorgang ändern alle Kontakte US21 bis US26 und US11 bis US16 ihre im Beispiel
dargestellte Schaltlage, derart, daß die Sendeeinrichtung SG über die dann geschlossenen
Kontakte USIS und US16, das Leitungspaar L5, L6 mit dem rechten Teil des Gleisabschnittes
GT verbunden ist. Der Empfänger ER ist dann durch die dabei geschlossenen Kontakte
US23 und US24 über die Leitungen L3 und L4 mittelbar mit dem linken Teil des Gleisabschnittes
GT verbunden. Dann erfolgt die Einspeisung der Wechselstromsignale über den Stromwandler
SR2. Dies hat zur Folge, daß das Relais RS2 anzieht, dagegen das Relais RS1 abfällt.
Durch die dann gegenüber der Darstellung geänderte Lage der Kontakte der beiden
Relais RS1 und RS2 sind die Übertragungseigenschaften Koppel schaltungen KG1 und
KG2 den geänderten Ein- und Ausspeiseverhältnissen wieder optimal angepaßt.
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Weitere Kontakte US12 bzw. US22 der Umschaltrelais US1 bzw. US2 können
im Rahmen eines Rückmeldekanals vorgesehen werden. Dieser besteht innerhalb der
Stellwerksanlage beispielsweise aus drei Leitungen L9, L10 und LII. Je nachdem,
welches von den beiden Umschaltrelais US1 und US2 angeschaltet ist, gelangt ein
über die Leitung L9 zugeführtes Signal wieder zurück über die Leitung L10 oder LII.
Ein derartiger Rückmeldekanal hat besondere sicherheitsrelevante Bedeutung für den
Fall eines Doppelfehlers, der einerseits in einer der Umschalteinrichtungen UG und
andererseits in der Fahrzeugeinrichtung anzunehmen ist. In diesem Fall wird durch
die Signale der Rückmeldekanäle im Streckengerät die Telegrammausgabe gesperrt und
dadurch verhindert, daß ein Fahrzeug mit einem ordnungsgerechten Telegramm in einen
"falschen" Gleisabschnitt einfahren kann.
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2 Patentansprüche einzige Figur