Elektrischer Trennstoss für mit Wechselstrom gespeiste Gleisstromkreise in Eisenbahnsicherungsanlagen Die Erfindung betrifft einen elektrischen Trenn stoss für mit Wechselstrom gespeiste Gleisstrom kreise in Eisenbahnsicherungsanlagen, in denen die zu überwachenden Gleisabschnitte gegeneinander nicht isoliert sind.
Bisher werden im allgemeinen die zu überwachen den Gleisabschnitte durch isolierte Stossverbinder, sogenannte Isolierstösse, begrenzt und von den an grenzenden Abschnitten elektrisch getrennt. Die Iso- lierstösse werden durch den Fahrbetrieb mechanisch stark beansprucht und müssen ständig auf ihren ord- nungsgemässen Zustand überprüft und ausgebessert werden.
Ausserdem sind in Eisenbahnanlagen mit elektrischer Zugförderung an den Isolierstössen noch kostspielige Drosselstösse zum Triebstromausgleich zwischen den gegeneinander isoliert verlegten Schie nen erforderlich. In Eisenbahnanlagen, in denen die Schienen zum Erzielen eines ruhigen Wagenlaufs durchgehend miteinander elektrisch verschweisst sind, werden zur Begrenzung der durch Gleisstromkreise überwachten Gleisabschnitte elektrische Trennstösse benötigt. Diese sollen bei elektrischen Bahnen auch einen Triebstromausgleich zwischen den beiden Schienen eines Gleises ermöglichen.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck einen Querver binder vorzusehen, der an einander gegenüberlie gende Punkte der beiden Schienen eines Gleises an geschlossen ist und aus einem kurzen, senkrecht zu den Schienen verlaufenden Leiter mit geringem ohmschen Widerstand besteht. Dabei wird die Span nung zwischen den Schienen durch einen Empfänger überwacht, der in ausreichendem Abstand vor dem Querverbinder an die Schienen angeschlossen ist. Hierbei besteht der Nachteil, dass ein einzelnes Fahr zeug, das sich über dem Querverbinder befindet, die Spannung zwischen den Schienen nicht beeinflusst. Der zurückliegende Abschnitt wird also vorzeitig als frei und der vorausliegende Abschnitt zu spät als besetzt gemeldet.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, gegeneinander versetzte Punkte der beiden Schienen durch einen schräg (diagonal) ver laufenden Querverbinder miteinander zu verbinden. Hierdurch entsteht zwischen den beiden aneinander grenzenden Gleisabschnitten ein Überlappungsbe reich. Ein in diesen Bereich einfahrendes Fahrzeug löst durch die über seine Achsen bestehende Kurz- schlussverbindung der beiden Schienen für den vor ausliegenden Abschnitt bereits die Besetztmeldung aus, ehe der zurückliegende Abschnitt freigemeldet wird.
Um dies mit Sicherheit zu erreichen, müssen die Anschlusspunkte des Querverbinders voneinander in einem Abstand liegen, der ein Vielfaches des Schie nenabstandes beträgt. Beispielsweise genügt bei Ver wendung von im Tonfrequenzgebiet liegenden Gleis überwachungsströmen zwischen den Anschlusspunk- ten des Querverbinders ein Abstand von 20 bis 50 m. Ferner sind Querverbinder bekannt, die aus abwech selnd quer bzw. parallel zum Gleis verlaufenden Teil stücken bestehen.
Die parallel zum Gleis verlaufen den Teilstücke sind in der Mitte zwischen den Schie nen angeordnet, so dass sich ein Z-förmig verleg ter Querverbinder ergibt. Ferner sind jeweils etwa an die Mitte des Querverbinders und die beiden Schienen Kondensatoren angeschlossen, durch wel che die Induktivität je einer Hälfte des Querverbin ders zusammen mit der Induktivität eines Stückes derjenigen Schiene, an die der andere Pol des be treffenden Kondensators angeschlossen ist, auf die Frequenz des Gleisüberwachungsstromes je eines der beiden aneinandergrenzenden Gleisabschnitte abge stimmt ist.
Bei Querverbindern mit gegeneinander versetzten Anschlusspunkten besteht aber bisher der Nachteil, dass etwa 50 % der zwischen den Schie nen auftretenden Nutzspannung für den einen Ab schnitt als Störspannung in den angrenzenden Ab schnitt übertritt. Dies ergibt sich dadurch, dass die Nutzspannung gleich der Summe von etwa gleich gros sen induktiven Spannungsabfällen ist, die an dem halben Querverbinder (Störspannung) und dem zu gehörigen Schienenstück auftreten.
Wegen dieser ho hen Störspannung ist es bisher nicht möglich, mit nur zwei Frequenzen für die Gleisüberwachung auf einanderfolgender Abschnitte auszukommen.
Erfindungsgemäss ist der aus abwechselnd senk recht und parallel zum Gleis verlaufenden Teilstük- ken bestehende Querverbinder in stilisierter S-Form zwischen den durch ihn elektrisch verbundenen Schie nen verlegt und seine parallel zum Gleis verlaufen den Teilstücke sind abwechselnd dicht bei der einen bzw. anderen Schiene, aber davon isoliert, angeordnet.
Hierdurch ergibt sich bei Trennstössen mit einem Querverbinder, der an einander gegenüberliegende Punkte der Schienen angeschlossen ist, ein Überlap pungsbereich zwischen den aneinandergrenzenden Abschnitten. Bei Verwendung eines Querverbinders, der an gegeneinander versetzte Punkte angeschlos- sen ist, wird erreicht, dass aus einem Abschnitt nur eine geringe Spannung als Störspannung in den an grenzenden Abschnitt übertritt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in. der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläu tert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen elektrischen Trennstoss für anein andergrenzende Gleisabschnitte, bei dem der Quer verbinder an einander gegenüberliegende Punkte der beiden Schienen angeschlossen ist, Fig. 2 das elektrische Ersatzschaltbild für eine Hälfte des Trennstosses nach Fig. 1, Fig. 3 ein Spannungs-Wegdiagramm für die et wa in der Mitte der Trennstösse nach Fig. 1 und 3 gemessenen elektrischen Spannungen zwischen den Schienen, wenn ein Fahrzeug aus einem Gleisab schnitt über den Trennstoss in den angrenzenden Gleisabschnitt fährt und Fig.
4 bis 6 verschiedene Ausführungen von Trennstössen mit einem Querverbinder, der an ge geneinander versetzte Punkte der Schienen ange schlossen ist.
In. Fig. 1 ist ein elektrischer Trennstoss für zwei aneinandergrenzende Gleisabschnitte X und Y dar gestellt, die gegeneinander nicht isoliert sind. Die Gleisstromkreise für die Gleisabschnitte werden durch einen Sender Sx bzw. Sy mit der Frequenz fx bzw. fy gespeist und durch einen Empfänger Ex bzw.
Ey überwacht. Zur elektrischen Begrenzung der Gleis abschnitte sind die in den Abschnitten gegeneinander isolierten Schienen 1 und 2 durch einen Querver binder miteinander verbunden, der an die einander gegenüberliegenden Punkte 10 und 20 der Schienen angeschlossen ist. Er besteht aus parallel zum Gleis verlaufenden Teilstücken a, c, e und g, die durch senkrecht zum Gleis verlaufende Teilstücke b, d und f miteinander verbunden sind. Die Teilstücke a und e sind dicht bei der Schiene 1 und die Teilstücke c und g dicht bei der Schiene 2, z.
B, in der Kehle zwischen Schienenfuss und Schienensteg, aber von diesen isoliert, angeordnet. Hierdurch sind diese Teil stücke gegen Beschädigung bei Gleisarbeiten gut ge schützt. Vor allem besteht aber hierdurch zwischen den dicht beieinander angeordneten Teilstücken des Querverbinders und der Schiene eine feste induktive Kopplung. Durch die Verlegung des Querverbin ders in stilisierte S-Form entstehen zwei nach ent gegengesetzten Seiten offene Leiterschleifen Lx und Ly.
Zu der rechts vom mittleren Teilstück d liegen den Leiterschleife Lx ist ein Kondensator Cx pa rallelgeschaltet, durch den der Parallel-Resonanz kreis Lx, Cx auf die Frequenz fx des Gleisüberwa chungsstromes für den links davon liegenden Gleis abschnitt X abgestimmt ist. Durch den Kondensator Cy ist der links vom Teilstück d liegende Resonanz kreis Ly, Cy auf die Frequenz fy für den rechts lie genden Gleisabschnitt Y abgestimmt.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ersatzschaltbild für den rechten Teil des elektrischen Trennstosses nach Fig. 1 sind die Teilstücke e und g des Quer verbinders und die Teilstücke 10-12 und 20-22 der Schiene als Transformatorwicklung E und G bzw. 100 und 200 dargestellt, die einen Kopplungsfaktor k = 1 haben.
Der in Fig. 1 aus der Leiterschleife Ly und dem Kondensator Cy bestehende Resonanz kreis hat im Vergleich zu dem aus der Leiterschlei fe Lx und dem Kondensator Cx bestehenden Reso nanzkreis nur eine kleine Impedanz für einen Strom mit der Frequenz fx. Er entspricht praktisch einem Kurzschluss zwischen den Punkten 10 und M in Fig. 1 und ist daher in dem Ersatzschaltbild nach Fig. 2 weggelassen.
Wird an die Anschlusspunkte 10 und 20 eine Speisespannung Ux mit der Frequenz fx angelegt, so fliesst in den Gleisabschnitt X ein Strom, dessen Grösse von der in diesem Abschnitt zwischen den Schienen 1 und 2 wirksamen Impedanz abhän gig ist.
In dem Resonanzkreis Lx, Cx fliesst der Resonanzstrom. Hierdurch werden in den Wicklun gen 100 und 200 Spannungen induziert, deren Sum me bei dem Kopplungsfaktor k = 1 gleich gross und gegenphasig zu der Spannung Ux ist.
Demzufolge liegt zwischen den Punkten 12 und 22 keine Spannung der Frequenz fx. Das bedeutet, dass über die Punkte 12 und 22 hinaus kein Strom der Frequenz fx in den Abschnitt Y fliesst. Es ist daher möglich, die Punkte 12 und 22 kurzzuschliessen, ohne dass sich hierdurch die Induktivität der Leiterschleife Lx än dert.
Ein Fahrzeug, das sich im Abschnitt Y den Punkten 12 und 22 nähert und die Schienen 1 und 2 über seine Achsen kurzschliesst, beeinflusst den Re sonanzkreis Lx, Cx nicht.
Durch den beschriebenen elektrischen Trenn- stoss mit enger induktiver Kopplung der Teilstücke des Querverbinders und der Schienen wird also eine ausgesprochene Richtwirkung erzielt, und zwar in Richtung auf den Abschnitt, nach dem hin die Zuge hörige Leiterschleife offen ist.
Die günstigsten Verhältnisse würden sich bei ei nem Kopplungsfaktor k = 1 zwischen den dicht beiei nander angeordneten Teilstücken der Schienen und des Querverbinders ergeben. In der Praxis kann etwa ein Kopplungsfaktor k= 0,85 erreicht werden, wenn der parallel zu den Schienen verlaufende Teil des Querverbinders in der Kehle zwischen Fuss und Steg der betreffenden Schiene angeordnet wird. Hierbei be trägt beispielsweise die ausserhalb des Trennstosses im Abschnitt Y noch auftretende Störspannung der Frequenz fx höchstens 20 % der zwischen den Punk ten 10 und 20 anliegenden Nutzspannung.
In Fig. 3 ist das Spannungs-Wegdiagramm für den Fall dargestellt, dass in Fig. 1 auch der Empfän ger Ex parallel zum Abstimmkondensator Cx und der Sender Sx an das andere Ende des Gleisab schnittes X angeschlossen ist. Die Kurven lx und 2x bzw. 1y zeigen die am Kondensator Cx bzw. Cy mess- bare Spannung. Die Kurven lx und 1y gelten für Achsen mit einem Übergangswiderstand von Schiene zu Schiene von R = 0 0. Die Kurve 2x gilt für einen Übergangswiderstand von R = 0,5 S2. Bei freien Abschnitten X und Y herrscht die Spannung Uo. Fährt ein Fahrzeug von rechts in den Abschnitt Y, so wird der Sender Sy praktisch kurzgeschlossen.
Die Spannung am Kondensator Cy sinkt dann unter die Spannung Ui, wobei der Empfänger Ey für den Abschnitt Y die Besetztmeldung auslöst. Die Span nung am Kondensator Cx wird zunächst durch das Fahrzeug noch nicht beeinflusst. Erst bei Annähe- rung des Fahrzeuges an die Punkte 12 und 22 sinkt die Spannung geringfügig ab. Überfährt das Fahr zeug diese Punkte, so bewirken seine Achsen eine li neare Verkleinerung der Induktivität der Leiter schleife Lx. Infolge der hierdurch auftretenden Ver stimmung des Resonanzkreises Lx, Cx sinkt die Spannung der Frequenz fx am Kondensator Cx ab.
Für den Abschnitt X wird die Besetztmeldung ausge löst, sobald die Spannung unter den Wert Ui sinkt. Wenn das Fahrzeug die Anschlusspunkte 10 und 20 erreicht, sind die Induktivitäten beider Leiterschleifen Lx und Ly über die Fahrzeugachsen kurzgeschlos sen. Bewegt sich das Fahrzeug weiter in Richtung auf den Abschnitt X, so steigt die im Resonanzkreis Ly, Cy wirksame Induktivität der Leiterschleife Ly linear an. Somit steigt die Spannung am Konden sator Cy an und erreicht nach dem Überfahren der Punkte 11 und 21 praktisch den Wert U0.
Im Be reich B, dem sogenannten Überlappungsbereich bei der Abschnitte, liegen die Spannungen an beiden Kondensatoren Cx und Cy unter dem Wert U1, so dass beide Abschnitte besetzt gemeldet werden. Der Abschnitt Y wird erst frei gemeldet, wenn diese Span nung den Wert Ui überschreitet. Abschnitt X bleibt besetzt gemeldet, bis das Fahrzeug diesen Abschnitt verlässt. Bei dem in Fig. 4 dargestellten elektrischen Trennstoss ist der Querverbinder an die gegenein ander versetzten Punkte 11 und 22 der Schienen 1 und 2 angeschlossen.
Er ergibt sich aus dem Quer verbinder nach Fig. 1 durch Weglassen der dicht beim Schienenstück 10-11 bzw. 20-22 angeord neten Teilstücke a und g und unmittelbares An- schliessen der Teilstücke b und f an das betreffende Schienenstück. Hierdurch sind die Schienenstücke 10-11 und 20-22 galvanisch in die Leiterschleife Ly bzw. Lx einbezogen. Der Trennstoss nach Fig. 4 hat praktisch die gleichen verbesserten elektrischen Trenneigenschaften wie der nach Fig. 1, benötigt je doch nur einen Querverbinder von etwa halber Län ge.
Auch hierbei sinkt die aus einem Gleisabschnitt in den angrenzenden Abschnitt übertretende Stör spannung infolge der engen Kopplung der Teilstücke c und 20-21 bzw. e und 10-12 auf 20 % der Nutzspannung.
Ebenso gelten die in Fig. 3 dargestellten Kurven 1x, 2x und 1y des Spannungs-Wegdiagramms auch für einen Trennstoss nach Fig. 4. Eine Verstimmung des Resonanzkreises für die Frequenz des angren zenden Gleisabschnittes erfolgt praktisch erst, wenn ein Fahrzeug über die Punkte 11 und 21 bzw. 12 und 22 aus dem anderen Gleisabschnitt in den Be reich des Trennstosses einfährt. Bei bekannten elek trischen Trennstössen, bei denen die parallel zum Gleis verlaufenden Teile der Querverbinder in der Mitte zwischen den Schienen verlegt sind, ändert sich die Spannung am Kondensator Cx nach den Kur ven 3x (für Achsübergangswiderstände R = 0 S2) und 4x (für Achsübergangswiderstände R = 0,5 .i2).
Hierbei sinkt die Spannung am Kondensator Cx be reits auf etwa 50 0!o der Spannung U0, bevor ein Fahrzeug aus dem Abschnitt Y über die Punkte 12 und 22 in den Bereich des Trennstosses fährt. Im Bereich zwischen den Anschlusspunkten 11 und 22 des Querverbinders verläuft die Kurve 3x bzw. 4x wesentlich flacher als die entsprechende Kurve lx bzw. 2x. Das bedeutet, dass aneinandergrenzende Ab schnitte durch diese bekannten Trennstösse elektrisch nur unvollkommen begrenzt und getrennt werden.
Hierdurch haben die bekannten Trennstösse gegen über den beschriebenen Trennstössen ausserdem den Nachteil, dass die Grösse des Überlappungsberei ches bei Schwankungen der Senderspannung oder des Bettungswiderstandes sich stark ändert.
Zum Unterschied von Fig. 1 ist in Fig. 4 der Empfänger Ey nicht parallel zum Kondensator Cy, sondern unmittelbar an die Schienen 1 und 2 an geschlossen. Hierdurch ergibt sich beim Einfahren eines Fahrzeuges aus dem Abschnit Y in den Be reich des Trennstosses bei Achsübergangswiderstän- den von R = 0,5 92 ein stärkeres Absinken der vom Empfänger Ey überwachten Spannung der Fre quenz fy.
Bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Trenn stössen ist in dem Querverbinder zwischen den An- schlusspunkten der Kondensatoren Cx und Cy eine Reaktanz Z geschaltet, um die Querimpedanz zwi schen den Schienen 1 und 2 zu vergrössern. Insbe sondere bei elektrischen Bahnen ist es wegen des Triebstromausgleichs zweckmässig, als Reaktanz eine Induktivität zu verwenden. Diese kann gemäss Fig.
6 aus einer rechteckigen Leiterschleife ZL mit einer oder mehreren Windungen des Querverbinders be stehen, deren in Längsrichtung des Gleises verlau fenden Teilstücke dicht an den beiden Schienen ver legt sind.
Ferner ist in Fig. 6 eine Spule Ky dargestellt, die mit der Leiterschleife Ly induktiv gekoppelt ist und mit dem Empfänger Ey verbunden ist. Hier durch wird der Empfänger nicht von dem im Quer verbinder fliessenden Ausgleichsstrom der Trieb ströme in den Schienen durchflossen. Zum Schutz gegen Beschädigungen ist die Spule Ky unter dem Schienenstück 10-11 angeordnet, das in die Leiter schleife Ly einbezogen ist. Anstatt der dargestellten Spule kann auch eine der Leiterschleife Ly entspre chende Leiterschleife mit einer oder mehreren Win dungen verwendet werden.
Electrical separation joint for alternating current-fed track circuits in railway safety systems The invention relates to an electrical separation joint for AC-fed track current circuits in railway safety systems in which the track sections to be monitored are not isolated from one another.
So far, the track sections to be monitored have generally been limited by insulated butt connectors, so-called insulating joints, and electrically separated from the adjacent sections. The insulation joints are mechanically stressed by driving and must be constantly checked and repaired to ensure that they are in good condition.
In addition, in railway systems with electric train conveyance, expensive throttle surges are still required to balance the drive current between the rails, which are insulated from one another. In railway systems in which the rails are continuously electrically welded to one another in order to achieve smooth carriage running, electrical separating joints are required to limit the track sections monitored by track circuits. In the case of electric railways, these should also enable drive current equalization between the two rails of a track.
It is known to provide a crossover binder for this purpose, which is closed on opposite points of the two rails of a track and consists of a short, perpendicular to the rails conductor with low ohmic resistance. The tension between the rails is monitored by a receiver that is connected to the rails at a sufficient distance in front of the cross connector. The disadvantage here is that a single vehicle that is located above the cross connector does not affect the tension between the rails. The previous section is thus reported prematurely as free and the section ahead as occupied too late.
To avoid this disadvantage, it is known to connect mutually offset points of the two rails by an oblique (diagonal) ver running cross connector. This creates a rich Überlappungsbe between the two adjacent track sections. A vehicle entering this area triggers the occupancy message for the section ahead through the short-circuit connection between the two rails via its axles before the section behind is cleared.
In order to achieve this with certainty, the connection points of the cross-connector must be at a distance from each other that is a multiple of the rail spacing. For example, when using track monitoring currents in the audio frequency area, a distance of 20 to 50 m between the connection points of the cross connector is sufficient. Furthermore, cross connectors are known which consist of alternating pieces running across or parallel to the track.
The sections running parallel to the track are arranged in the middle between the rails, creating a Z-shaped cross connector. Furthermore, capacitors are each connected approximately to the middle of the cross connector and the two rails through wel che the inductance of one half of the Querverbin fenders together with the inductance of a piece of that rail to which the other pole of the capacitor in question is connected to the Frequency of the track monitoring current depending on one of the two adjacent track sections is correct.
In the case of cross-connectors with mutually offset connection points, however, there has so far been the disadvantage that around 50% of the useful voltage occurring between the rails for one section is transferred to the adjacent section as interference voltage. This results from the fact that the useful voltage is equal to the sum of approximately equally large inductive voltage drops that occur at half the cross connector (interference voltage) and the associated rail section.
Because of this high interference voltage, it is not possible to get by with only two frequencies for track monitoring on successive sections.
According to the invention, the cross-connector consisting of alternately perpendicular and parallel to the track parts is laid in a stylized S-shape between the rails electrically connected by it and its parts running parallel to the track are alternately close to one or the other rail, but isolated from it, arranged.
In the case of separating joints with a cross-connector that is connected to mutually opposite points on the rails, this results in an overlap area between the adjacent sections. When using a cross-connector that is connected to mutually offset points, it is achieved that only a low voltage is transferred from one section as interference voltage to the adjacent section.
Some embodiments of the invention are shown in. The drawing and tert erläu below.
In the drawing: Fig. 1 shows an electrical separation joint for adjoining track sections in which the cross connector is connected to opposite points of the two rails, Fig. 2 shows the electrical equivalent circuit diagram for one half of the separation joint according to Fig. 1, Fig. 3 a voltage-path diagram for the et wa in the middle of the separating joints according to Fig. 1 and 3 measured electrical voltages between the rails when a vehicle from a Gleisab section drives over the separating joint in the adjacent track section and Fig.
4 to 6 different versions of separation joints with a cross connector that is connected to offset points on the rails.
In. Fig. 1 is an electrical separation joint for two adjacent track sections X and Y is provided, which are not isolated from each other. The track circuits for the track sections are fed by a transmitter Sx or Sy with the frequency fx or fy and by a receiver Ex or
Ey monitored. To electrically limit the track sections, the rails 1 and 2, which are isolated from one another in the sections, are connected to one another by a cross-connector which is connected to the opposite points 10 and 20 of the rails. It consists of sections a, c, e and g running parallel to the track, which are connected to each other by sections b, d and f running perpendicular to the track. The sections a and e are close to the rail 1 and the sections c and g close to the rail 2, z.
B, in the groove between the rail foot and rail web, but isolated from these, arranged. As a result, these parts are well protected against damage during track work. Above all, however, this results in a fixed inductive coupling between the sections of the cross-connector that are arranged close together and the rail. By laying the cross-connector in a stylized S-shape, two open conductor loops Lx and Ly are created on opposite sides.
A capacitor Cx is connected in parallel to the conductor loop Lx to the right of the middle section d, through which the parallel resonance circuit Lx, Cx is tuned to the frequency fx of the track monitoring current for the track section X located to the left. Through the capacitor Cy the left of the section d lying resonance circle Ly, Cy is tuned to the frequency fy for the right lying track section Y.
In the equivalent circuit diagram shown in Fig. 2 for the right part of the electrical separation joint according to Fig. 1, the sections e and g of the cross connector and the sections 10-12 and 20-22 of the rail as transformer winding E and G or 100 and 200 shown, which have a coupling factor k = 1.
The existing in Fig. 1 from the conductor loop Ly and the capacitor Cy resonance circuit has only a small impedance for a current with the frequency fx compared to the existing of the conductor loop fe Lx and the capacitor Cx Reso. It corresponds practically to a short circuit between points 10 and M in FIG. 1 and is therefore omitted in the equivalent circuit diagram according to FIG. 2.
If a supply voltage Ux with the frequency fx is applied to the connection points 10 and 20, a current flows into the track section X, the magnitude of which is dependent on the impedance effective in this section between the rails 1 and 2.
The resonance current flows in the resonance circuit Lx, Cx. This induces voltages in the windings 100 and 200, the sum of which is equal to the coupling factor k = 1 and is in phase opposition to the voltage Ux.
As a result, there is no voltage of frequency fx between points 12 and 22. This means that no current of frequency fx flows into section Y beyond points 12 and 22. It is therefore possible to short-circuit points 12 and 22 without changing the inductance of the conductor loop Lx as a result.
A vehicle that approaches points 12 and 22 in section Y and short-circuits rails 1 and 2 via its axles does not affect the resonance circuit Lx, Cx.
The described electrical separation joint with close inductive coupling of the sections of the cross-connector and the rails thus achieves a pronounced directional effect, specifically in the direction of the section after which the associated conductor loop is open.
The most favorable ratios would result with a coupling factor k = 1 between the sections of the rails and the cross-connector arranged close together. In practice, a coupling factor of k = 0.85 can be achieved if that part of the cross-connector that runs parallel to the rails is arranged in the groove between the foot and web of the rail in question. In this case, for example, the interference voltage of frequency fx that still occurs outside the separating joint in section Y carries a maximum of 20% of the useful voltage between points 10 and 20.
In Fig. 3, the voltage-path diagram is shown for the case that in Fig. 1, the receiver ger Ex parallel to the tuning capacitor Cx and the transmitter Sx to the other end of the Gleisab section X is connected. The curves lx and 2x or 1y show the voltage that can be measured at the capacitor Cx or Cy. The curves lx and 1y apply to axes with a contact resistance from rail to rail of R = 0. The curve 2x applies to a contact resistance of R = 0.5 S2. With free sections X and Y the voltage Uo prevails. If a vehicle drives into section Y from the right, the transmitter Sy is practically short-circuited.
The voltage across the capacitor Cy then drops below the voltage Ui, the receiver Ey triggering the busy message for section Y. The voltage at the capacitor Cx is initially not influenced by the vehicle. Only when the vehicle approaches points 12 and 22 does the voltage drop slightly. If the vehicle drives over these points, its axes bring about a linear reduction in the inductance of the conductor loop Lx. As a result of the resulting Ver tuning of the resonance circuit Lx, Cx, the voltage of the frequency fx on the capacitor Cx drops.
For section X, the occupancy message is triggered as soon as the voltage drops below the value Ui. When the vehicle reaches connection points 10 and 20, the inductances of both conductor loops Lx and Ly are short-circuited over the vehicle axles. If the vehicle moves further in the direction of section X, the inductance of the conductor loop Ly effective in the resonance circuit Ly, Cy increases linearly. Thus, the voltage on the capacitor Cy rises and practically reaches the value U0 after passing points 11 and 21.
In Be rich B, the so-called overlap area for the sections, the voltages on both capacitors Cx and Cy are below the value U1, so that both sections are reported as occupied. Section Y is only reported free when this voltage exceeds the value Ui. Section X remains occupied until the vehicle leaves this section. In the electrical separation joint shown in Fig. 4, the cross connector is connected to the mutually offset points 11 and 22 of the rails 1 and 2.
It results from the cross connector according to FIG. 1 by omitting the sections a and g arranged close to the rail section 10-11 or 20-22 and directly connecting the sections b and f to the relevant rail section. As a result, the rail sections 10-11 and 20-22 are galvanically included in the conductor loop Ly or Lx. The separation joint according to FIG. 4 has practically the same improved electrical separation properties as that of FIG. 1, but only requires a cross connector of about half the length ge.
Here, too, the interference voltage passing from one track section to the adjacent section drops to 20% of the useful voltage due to the close coupling of sections c and 20-21 or e and 10-12.
The curves 1x, 2x and 1y of the voltage-displacement diagram shown in FIG. 3 also apply to a separation joint according to FIG. 4. Detuning of the resonance circuit for the frequency of the adjacent track section occurs practically only when a vehicle passes points 11 and 21 or 12 and 22 from the other track section in the Be rich of the separating joint enters. In the case of known electrical separating shocks, in which the parts of the cross-connectors running parallel to the track are laid in the middle between the rails, the voltage on the capacitor Cx changes according to the curves 3x (for axle transfer resistances R = 0 S2) and 4x (for axle transfer resistances R = 0.5 .i2).
In this case, the voltage on the capacitor Cx already drops to around 50% of the voltage U0 before a vehicle drives from section Y via points 12 and 22 into the area of the separating joint. In the area between the connection points 11 and 22 of the cross connector, the curve 3x or 4x runs much flatter than the corresponding curve lx or 2x. This means that adjoining sections are electrically limited and separated only imperfectly by these known separating joints.
As a result, the known separating shocks have the disadvantage compared to the separating shocks described that the size of the overlapping area changes greatly with fluctuations in the transmitter voltage or the bedding resistance.
In contrast to Fig. 1, the receiver Ey is not parallel to the capacitor Cy in Fig. 4, but directly to the rails 1 and 2 at closed. This results in a greater drop in the frequency fy voltage monitored by the receiver Ey when a vehicle drives from section Y into the area of the separating joint with axle transition resistances of R = 0.5 92.
In the separating joints shown in FIGS. 5 and 6, a reactance Z is connected in the cross connector between the connection points of the capacitors Cx and Cy in order to increase the cross impedance between the rails 1 and 2. In particular in the case of electric railways, it is advisable to use an inductance as the reactance because of the drive current compensation. This can according to Fig.
6 from a rectangular conductor loop ZL with one or more turns of the cross connector be available, whose sections extending in the longitudinal direction of the track are placed close to the two rails ver.
Furthermore, a coil Ky is shown in Fig. 6, which is inductively coupled to the conductor loop Ly and is connected to the receiver Ey. Here by the receiver is not traversed by the equalizing current flowing in the cross connector of the drive currents in the rails. To protect against damage, the coil Ky is arranged under the rail section 10-11, which is included in the conductor loop Ly. Instead of the coil shown, a conductor loop corresponding to the conductor loop Ly with one or more windings can also be used.