<Desc/Clms Page number 1>
An die Schienen eines Eisenbahngleises induktiv angekoppeltes System zum Überwachen von in den Schienen fliessenden Signalströmen
Es ist allgemein üblich, die Fahrschienen eines Eisenbahngleises zum Weiterleiten von elektrischen Signalströmen auszunutzen. Das Vorhandensein dieser Ströme in den Schienen wird in einigen Fällen da- durch festgestellt, dass Ströme, bzw. Spannungen überwacht werden, die durch das magnetische Feld der Signalströme in Spulen induziert werden, welche in der Nähe der Schienen angeordnet sind. Derartige Systeme werden insbesondere benutzt, um Meldungen oder Kommandos von den Gleisen nach den darauf fahrenden Fahrzeugen zu übertragen. In diesem Falle sind die Spulen vorn an den Fahrzeugen angeordnet.
Ferner ist es möglich, auf diese Weise Gleisstromkreise ohne Isolierstösse zu überwachen. In diesem Fall sind die Spulen ortsfest unmittelbar in der Nähe der Schienen angeordnet.
Bei Eisenbahnanlagen mit elektrischer Zugförderung werden die Fahrschienen fast immer in Verbindung mit einem weiteren Leiter, z. B. einer sogenannten Stromschiene oder einer Fahrdrahtleitung, benutzt, um die Lokomotiven mit Strom zu versorgen. Hieraus ergibt sich, dass die für die Signalübertragung vorgesehenen Spulen auch durch magnetische Felder beeinflusst werden, die der in den Fahrschienen fliessende Triebstrom erzeugt. Wenn für den elektrischen Förderbetrieb Gleichstrom vorgesehen ist, wird dieser meist über ortsfeste Gleichrichter eingespeist und enthält die geradzahligen Oberwellen des Wechselstromes. Erfolgt die elektrische Zugförderung mittels Wechselstrom, so wird dieser Strom auf den Maschinen gleichgerichtet, und der Schienenstrom enthält die ungeradzahligen Oberwellen.
Es ist bekannt, Störungen der Signalübertragung durch den Triebstrom dadurch zu verringern, dass für die Signalisierung Frequenzen verwendet werden, die verschieden von den Frequenzen des Triebstromes und seiner Oberwellen sind. Ferner ist es bekannt, zwei gleiche Spulen vorzusehen, von denen jede induktiv von dem Strom in einer der Schienen beeinflusst wird und die mit einer derartigen Polarität in Reihe geschaltet sind, dass die von den Signalströmen in den beiden Spulen induzierten Spannungen sich addieren, während die von den Triebströmen induzierten Störspannungen sich kompensieren. Diese bekannte Anordnung hat den grossen Nachteil, dass sie im Falle eines Schienenbruches unwirksam ist.
Selbst wenn für die Signalisierung ein Strom höherer Frequenz und in der Überwachungsschaltung gute Filter verwendet werden, können falsche Anzeigen ausgelöst werden, da die bei plötzlichen Änderungen des Triebstromes in den Spulen induzierten Impulse die Filter mit ihrer Durchlassfrequenz erregen. Die falschen Anzeigen erfolgen zwar nur vorübergehend, sie können aber trotzdem betriebsgefährdend sein.
Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art zur Gleisüberwachung elektrischer Bahnanlagen ist schematisch in Fig. l dargestellt. Die beiden Schienen 1 und 2 eines Eisenbahngleises sind auf nicht dargestellten isolierenden Schwellen befestigt und mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, wie es für Gleisstromkreise üblich ist. An die Schienen ist ein Wechselstromgenerator 3 für die Signalströme angeschlossen. Mit 4 und 5 sind die Spulen von zwei Abnehmern bezeichnet, die in der Nähe der Schienen angeordnet sind und über eine bekannte Einrichtung 6 zum Filtern und/oder Verstärken mit der Einrichtung 7 zum Überwachen der Signalströme verbunden sind. Die Pfeile 8 und 9 zeigen an, dass der Signalstrom in den Schienen zu einer bestimmten Zeit gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung fliesst. Die Pfeile 10 und 11 zeigen die Richtung der Triebströme an.
Man erkennt aus diesen Pfeilen, dass die Abnehmer 4 und 5 so miteinander verbunden werden kön- nen, dass die vom Signalstrom 8 bzw. 9 induzierten Spannungen die gleiche Richtung und die von den Triebströmen 10 und 11 induzierten Spannungen entgegengesetzte Richtung haben. Normalerweise sind
<Desc/Clms Page number 2>
die Triebströme 10 und 11 fast gleich gross. Wenn aber am Punkt 12 eine Unterbrechung des Stromkreises auftritt, sinkt der Strom 10 fast auf den Wert Null und der Strom 11 wird beinahe doppelt so gross ; hiebei ergeben sich die obenerwähnten Störungen.
Die Erfindung betrifft eine Vervollkommnung von Schaltungsanordnungen zum Überwachen von in denFahrschienen einesEisenbahngleises fliessenden Melde-oder Kommandoströmen unter Verwendung von zwei Abnehmern, von denen jeder induktiv an eine der Schienen angekoppelt ist. Die Verbesserung, durch welche die erwähnten Störungen vermieden werden können, ist erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Feststellung des Auftretens von Schienenbrüchen und zwecks Vermeidung falscher Signalisierung beim Vorhandensein von Triebströmen eine Hilfsschaltung vorgesehen ist, welche zwei in Reihe an einer Gleichstromquelle liegende Kondensatoren aufweist, und dass die durch die Signalströme in den Abnehmern induzierten Spannungen unter Zwischenschaltung von Verstärkern od.
dgl, zur Entladung jeweils eines der beiden in Serie geschalteten Kondensatoren verwendet werden, derart, dass in der positiven Halbwelle des Signalstromes die von dem einen Abnehmer induzierte Spannung zur Entladung des einen Kondensators und in der negativen Halbwelle die von dem andern Abnehmer induzierte Spannung zur Entladung des andern Kondensators dient und dass diese Entladungsströme der beiden Kondensatoren unter Zwischenschaltung eines Transformators od. dgl. als Stromstösse von wechselnder Richtung an eine Überwachungseinrichtung geleitet werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Fig. 2, 3 und 4 beschrieben.
Die im Zusammenhang mit diesen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einrichtungen können auch durch andere äquivalente Einrichtungen ersetzt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Fig. 2 zeigt schematisch eine der Erfindung entsprechende Schaltungsanordnung. Mit 21 und 22 sind die Fahrschienen bezeichnet. 23 bezeichnet einenWechselstromgenerator. 24 und 25 bezeichnen die beiden Abnehmer. 26 bezeichnet die Einrichtung zum Filtern und/oder Verstärken und 27 die Überwachungseinrichtung für den Signalstrom. Die Pfeile 28 und 29 zeigen die Richtung des Signalstromes und die Pfeile 30 und 31 die Richtung des Triebstromes an.
Alle diese Einrichtungen entsprechen denjenigen der Fig. 1. Jedoch ist eine Hilfsschaltung 32 vorgesehen, die als Diskriminator bezeichnet werden kann und zwischen die Abnehmer 24 und 25 sowie die Einrichtung 26 zum Filtern und Verstärken geschaltet ist.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Diskriminator 32. Dieser umfasst eine Gleichstromquelle 33, zwei Kondensatoren 34 und 35, zwei Transistoren, von denen Emitter, Basis und Kollektor mit 36, 37 und 38 bzw. 39,40 und 41 bezeichnet sind, und einen Isoliertransformator 42. Die einzelnen Einrichtungen sind entsprechend dem in Fig. 3'dargestellten Schema elektrisch verbunden.
Der Abnehmer 24 ist an die Basis 37 und an den Emitter 36 des einen Transistors angeschlossen, während der Abnehmer 25 an die Basis 40 und den Emitter 39 des andern Transistors angeschlossen ist. Unter normalen Verhältnissen und bei Freisein des Gleisabschnittes zwischen der Wechselstromquelle 23 und den Abnehmern 24 und 25 von Fahrzeugen werden die beiden Abnehmer durcl gleich grosse elektromotorische Kräfte beeinflusst, so dass in ihnen gleiche Wechselspannungen induziert werden. Die Verbindung dieser Abnehmer mit den Transistoren ist so gewählt, dass durch diese Spannungen in der einen Halbperiode der Emitter 36 auf ein positives Potential gegenüber der Basis 37 gebracht wird, während der Emitter 39 auf ein negatives Potential gegenüber der Basis 40 gebrach1 ist. Bei der folgenden Halbperiode ergibt sich der entgegengesetzte Zustand.
Hieraus ergibt sich, dass die Basis-Kollektor-Strecke 37 - 38 immer leitend wird, wenn die Basis-Kollektor-Strecke 40 - 41 gesperrt wird. und dass anschliessend die Strecke 40 - 41 leitend wird, während die Strecke'37-38 ge- sperrt wird. DiebeidenKondensatoren 34 und 35, die in Reihenscha1tung von der Stromquelle 33 aufgeladen worden sind, werden daher durch das Arbeiten der beiden Transistoren abwechselnd entladen unc geladen, wodurch ein Wechselstrom in der Primärwicklung des Transformators 42 fliesst. Der Sekun- därstrom des Transformators 42 wird dann nach eventueller Filterung und Verstärkung in der Enrichtung 26 durch die Einrichtung 27 ausgewertet.
Im Gegensatz hiezu bewirkt das Fliessen eines Triebstromes entsprechend den Pfeilen 30 und 31 dass die beiden Transistoren gleichzeitig leitend und bei Änderung der Stromrichtung gesperrt werden Diese Gleichzeitigkeit bewirkt, dass die Leitungsverbindung zwischen Kollektor 38 und Basis 40 au einem mittlerenPotential, bezogenauf die Stromquelle 33 bleibt und dass kein wesentlicher Strom durc ! die Primärwicklung des Transformators 42 fliesst. Bei einem Bruch der Schiene 21 im Punkt 4 : wird der Signalstrom unterbrochen. Infolge nicht vollkommener Isolierung der Schienen gegen Erde kam zwar in der Nähe des Abnehmers 25 ein schwacher Signalstrom 28 fliessen : aber auf den Abnehmer 2. wirkt praktisch kein Signalstrom ein.
Anderseits wird der Triebstrom in der Schiene 22 sehr stark uni
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1