System zum Überwachen von in den Schienen eines Eisenbahngleises fliessenden Melde- oder Kommandoströmen Es ist allgemein üblich, die Fahrschienen eines Eisenbahngleises,zum Weiterleiten von elektrischen Signalströmen auszunutzen. Das Vorhandensein die ser Ströme in den Schienen wird in einigen Fällen dadurch 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 Meldun gen oder Kommandos von den Gleisen nach den dar auf fahrenden Fahrzeugen zu übertragen. In diesem Falle sind die Spulen vorn an den Fahrzeugen ange ordnet.
Ferner ist es. möglich, auf diese Weise Gleis stromkreise ohne Isolierstösse zu überwachen. In die sem Falle sind die Spulen ortsfest unmittelbar in der Nähe der Schienen angeordnet.
Bei Eisenbahnanlagen mit elektrischer Zugförde rung werden die Fahrschienen fast immer in Verbin dung mit einem weiteren Leiter, z. B. einer sogenann ten Stromschiene oder einer Fahrdrahtleitung, be nutzt, um die Lokomotiven mit Strom zu versorgen. Hieraus ergibt sich, dass die für die Signalübertra- gung vorgesehenen Spulen auch durch magnetische Felder beeinflusst werden, die der in den Fahrschie nen fliessende Triebstrom erzeugt. Wenn für den elektrischen Förderbetrieb Gleichstrom vorgesehen ist, wird dieser meistens über ortsfeste Gleichrichter eingespeist und enthält die geradzahligen Oberwellen des Wechselstromes.
Erfolgt die elektrische Zugför- derung mittels Wechselstrom, so wird dieser Strom auf den Maschinen gleichgerichtet und der Schienen strom 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 Triebstro- mes und seiner Oberwellen sind. Ferner ist es be kannt, 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- Signalströ- men 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 Anzei gen ausgelöst werden, da die bei plötzlichen Ände rungen des Triebstromes in den Spulen induzierten Impulse die Filter mit ihrer Durchlassfrequenz erre gen. Die falschen Anzeigen erfolgen zwar nur vor übergehend, sie können aber trotzdem betriebsge fährdend sein.
Ein bekanntes System dieser Art zur Gleisüber wachung elektrischer Bahnanlagen ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Die beiden Schienen 1 und 2 eines Eisenbahngleises sind auf nicht dargestellten isolie renden Schwellen befestigt und mechanisch und elek trisch miteinander verbunden, wie es für Gleisstrom kreise üblich ist. An die Schienen ist ein Wechsel stromgenerator 3 für die Signalströme angeschlossen. Mit den Bezugszeichen 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 Trieb ströme an.
Man erkennt aus diesen Pfeilen, dass die Abneh mer 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 ent gegengesetzte Richtung haben. Normalerweise sind die Triebströme 10 und 11 fast gleich gross. Wenn aber am Punkt 12 eine Unterbrechung des Strom kreises auftritt, sinkt der Strom 10 fast auf den Wert Null und der Strom 11 wird beinahe doppelt so gross; hierbei ergeben sich die obenerwähnten Störungen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand eine Vervollkommnung eines Systems zum Überwa chen von in den Schienen eines Eisenbahngleises fliessenden Melde- oder Kommandoströmen mittels zweier Abnehmer, von denen jeder induktiv an eine der Schienen angekoppelt ist.
Die Verbesserung, durch welche die erwähnten Störungen vermieden werden können, ist erfindungsgemäss dadurch ge kennzeichnet, dass die in den Abnehmern induzierten Spannungen den von einer oder mehreren Gleich stromquellen an die Überwachungseinrichtung abge gebenen Strom derart steuern, dass der Strom in der einen Halbperiode der induzierten Spannungen in der einen Richtung und in der anderen Halbperiode in der anderen Richtung fliesst.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Fig. 2, 3 und 4 beschrieben. Die im Zusammenhang mit diesen Ausführungsbei spielen beschriebenen Einrichtungen können auch durch andere äquivalente Einrichtungen ersetzt wer den, ohne vom Gegenstand der Erfindung frei zu sein.
Fig. 2 zeigt schematisch ein der vorliegenden Er findung entsprechendes System.
Mit den Bezugszeichen 21 und 22 sind die Fahr- schienen bezeichnet. Das Zeichen 23 bezeichnet einen Wechselstromgenerator. Die Zeichen 24 und 25 bezeichnen die beiden Abnehmer. Das Zeichen 26 bezeichnet die Einrichtung zum Filtern und/oder Ver stärken und 27 die Überwachungseinrichtung für den Signalstrom. Die Pfeile 28 und 29 zeigen die Rich tung des Signalstromes und die Pfeile 30 und 31 die Richtung des Triebstromes an.
Alle diese Einrichtungen entsprechen denjenigen der Fig. 1. Jedoch ist eine weitere Einrichtung 32 vorgesehen, die als Diskriminator bezeichnet werden kann und zwischen die Abnehmer 24 und 25 sowie die Einrichtung 26 zum Filtern und Verstärken ge schaltet ist.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Dis kriminator 32. Dieser umfasst eine Gleichstromquelle 33, zwei Kondensatoren 34 und 35, zwei Transisto ren, von denen Emitter, Basis und Kollektor mit 36, 37 und 38 bzw. 39, 40 und 41 bezeichnet sind und einen Isoliertransformator 42. Die einzelnen Einrich- tungen 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, wäh rend der Abnehmer 25 an die Basis 40 und den Emit- ter 39 des anderen Transistors angeschlossen ist. Unter normalen Verhältnissen und bei Freisein des Gleisabschnittes zwischen der Wechselstromquelle 23 und den Abnehmern 24 und 25 von Fahrzeugen wer den die beiden Abnehmer durch gleich grosse elek tromotorische 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, wäh rend der Emitter 39 auf ein negatives Potential ge genüber der Basis 40 gebracht ist. Bei der folgenden Halbperiode ergibt sich der entgegengesetzte Zu stand.
Hieraus ergibt sich, dass die Basis-Kollektor- Strecke 37-38 immer leitend wird, wenn die Basis- Kollektor-Strecke 40-41 gesperrt wird und dass an- schliessend die Strecke 40-4.1 leitend wird, während die Strecke 37-38 gesperrt wird.
Die beiden Kon densatoren 34 und 35, die in Reihenschaltung von der Stromquelle 33 aufgeladen worden sind, werden daher durch das Arbeiten der beiden Transistoren abwechselnd entladen und geladen, wodurch ein Wechselstrom in der Primärwicklung des Transfor mators 42 fliesst. Der Sekundärstrom des Transfor mators 42 wird dann nach eventueller Filterung und Verstärkung in der Einrichtung 26 durch die Einrich tung 27 ausgewertet.
Im Gegensatz hierzu 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 Leitungsver bindung zwischen Kollektor 38 und Emitter 40 auf einem mittleren Potential bezogen auf der Strom quelle 33 bleibt und dass kein wesentlicher Strom durch die Primärwicklung des Transformators 42 fliesst. Bei einem Bruch der Schiene 21 im Punkt 43 wird der Signalstrom unterbrochen.
Infolge nicht vollkommener Isolierung der Schienen, gegen Erde, kann zwar in der Nähe des Abnehmers 25 ein schwa cher Signalstrom 28 fliessen; aber auf den Abnehmer 24 wirkt praktisch kein Signalstrom ein. Andererseits wird der Triebstrom in der Schiene 22 sehr stark und der Abnehmer 25 wird sehr stark induktiv beein- flusst. Der Transistor 39/40/41 wird leitend und be wirkt die Entladung des Kondensators 35; aber der Transistor 36/37/38 erhält an seinem Emitter 36 keine Spannung und bleibt daher dauernd gesperrt.
Hieraus ergibt sich, dass während einer sehr kurzen Zeit nach Unterbrechung der Schiene am Punkt 43 kein Strom mehr in der Primärwicklung des Trans formators 42 fliesst und die Einrichtung unempfind lich für Impulse wird, die der Triebstrom erzeugt. Die Störung macht sich daher durch eine dauernde Stromunterbrechung in der Überwachungseinrichtung 27 bemerkbar. Dies entspricht den üblichen Sicher heitsvorschriften für Eisenbahnsignalanlagen.
Es ist zu beachten, dass die Einrichtung 26 zum Filtern und/oder Verstärken vorgesehen sein kann oder nicht und dass es je nach Grösse der verfüg baren Energie vorteilhaft sein kann, diese Einrich tung entweder zwischen den Transformator 42 und die Überwachungseinrichtung 27 zu schalten, wie in Fig. 3 dargestellt, oder zwei gleiche Einrichtungen 26 vorzusehen, von denen die eine in den Stromkreis 24-36-37 und die andere in den Stromkreis 25-39-40 geschaltet ist, wie in Fig. 4 dargestellt.
Die vorstehend beschriebenen Verstärkungsein richtungen sind Transistoren, die in der sogenannten Basisschaltung betrieben werden. Es sei jedoch dar auf hingewiesen, dass sie auch in anderen bekannten Schaltungen, z. B. Emitterschaltung oder Kollektor schaltung, betrieben werden können je nachdem, wel cher Verstärkungsgrad erforderlich ist. Ferner kön nen die Transistoren durch gleichwertige Einrichtun gen, z. B. Elektronenröhren, ersetzt werden.
Ferner ist bei den beschriebenen Beispielen zum Sammeln der durch die induzierten Spannungen gesteuerten Signalströme ein Transformator vorgesehen, der zwi schen die Mitte der Reihenschaltung der Kondensato ren und die Verbindungsleitung 38-4.0 der Transi storen geschaltet ist. Diese Schaltung ist vorteilhaft; es ist aber auch möglich, den Transformator an an dere Stellen der Stromkreise zu schalten oder seine Wicklungen zu unterteilen.