Einrichtung zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen durch einen mit Wechselstrom gespeisten Gleisstrom kreis, der an beiden Enden durch Kurzschlussverbinder begrenzt ist, denen in einer bestimmten Entfernung innerhalb des Gleisabschnittes zum. Abstimmen der Gleisabschnittsenden auf Resonanz für die verwendete Frequenz je ein Kondensator parallelgeschaltet ist.
Bisher ist es bekannt, bei am Ende kurzgeschlosse nen Gleisstromkreisen die Amplitude entweder der Spannung am Kondensator oder einer dem Gleisstrom proportionalen Spannung zu überwachen. Beim Ein- fahren von Achsen in den betreffenden Gleisabschnitt sinkt die Amplitude der zu überwachenden Spannung, wodurch der Gleisabschnitt besetzt gemeldet wird. Die Überwachung nur der Amplitude einer von der Gleis besetzung abhängigen Spannung kann jedoch zu Fehl meldungen führen, wenn Fremdspannungen auftreten.
Um diesen Fehler zu vermeiden, ist es bekannt, die Amplitude, Frequenz und Phasenlage der Gleisspan nung mit einer konstanten Vergleichsspannung zu ver gleichen. Im allgemeinen werden hierzu Motorrelais verwendet, deren eine Wicklung mit der zu überwa chenden Spannung und deren andere Wicklung mit der Vergleichsspannung beaufschlagt werden. Hierbei wer den von einer Stromversorgungszentrale aus zusätzli che Kabeladern benötigt, um die Vergleichsspannung zur Überwachungseinrichtung zu führen.
Ausserdem besteht bei den bekannten Einrichtun gen die Gefahr von fehlerhaften Meldungen, da Fahr zeuge, die einige Meter weit in den betreffenden Gleis abschnitt -einfahren, den aus dem Gleisabschnittsende und dem Kondensator gebildeten Resonanzkreis nicht wesentlich verstimmen, so dass die zu überwachende Spannung ihre Amplitude und/oder Phasenlage nicht merklich ändert. Dadurch kann ein Gleisabschnitt frei gemeldet werden, obwohl er durch ein oder mehrere Fahrzeuge besetzt ist.
Die Erfindung zeigt einen Weg, wie mit einfachen Mitteln die zusätzlichen Kabeladern zum Bereitstellen der Vergleichsspannung gespart werden können. Aus- serdem kann mit einer Einrichtung nach der vorliegen den Erfindung erreicht werden, dass der betreffende Gleisabschnitt auch dann besetzt gemeldet wird, wenn ein Fahrzeug nur wenige Meter in den Gleisabschnitt einfährt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass an jedem Gleisabschnittsende ein Empfänger vor gesehen ist, der die Spannung am Kondensator und eine dem Gleisüberwachungsstrom am Abschnittsende proportionale Spannung getrennt aufnimmt, beim Überschreiten eines Grenzwertes in Impulse umformt, deren zeitlicher Abstand der Phasenlage der beiden Spannungen zueinander entspricht und die zum Steu ern eines Gleisüberwachungsrelais über ein Koinzi denzgatter vorgesehen sind.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in jedem Empfänger zusätzliche Schaltmittel vor gesehen, die zu der vom Gleisüberwachungstrom ab hängigen Spannung eine von der Kondensatorspannung abhängige Spannung solcher Amplitude und Phasen lage vektoriell addiert, dass die daraus resultierende Spannung beim Befahren des Gleisabschnittes in der Nähe des Kurzschlussverbinders ihre Phase um annä hernd 180 dreht. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die beiden spannungsabhängigen Impulse auch bei wenig in den Gleisabschnitt eingefahrenen Fahrzeugen zeitlich stark gegeneinander verschieben, wodurch am Koinzidenzgatter keine Koinzidenz bzw. kein über schneiden der Impulse und damit kein fehlerhaftes Freimelden des betreffenden Gleisabschnitts auftreten kann.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung nachstehend näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Gleisabschnitt mit Sender und Emp fänger, Fig.2 ein Blockschaltbild für eine Ausführungs form eines Empfängers, Fig. 3 ein Blockschaltbild für eine andere Ausfüh rungsform des Empfängers, Fig. 4 ein Spannungszeigerdiagramm für den Ruhe zustand und für einen Beeinflussungszustand bei Emp fänger nach Fig. 3.
Der in Fig.1 dargestellte Gleisabschnitt wird durch einen Sender T von der Mitte aus mit einem tonfre- quenten Strom gespeist. Der Gleisabschnitt ist durch die Kurzschlussverbinder K1 und K2 beiderseitig be grenzt. In einer Entfernung x von jedem Kurzschlussver- binder ist je ein Kondensator Cl und. C2 angeordnet, der die beiden Schienen an dieser Stelle verbindet. Die Länge jedes Gleisabschnittsendes vom Kondensator zum Kurzschlussverbinder entspricht einer bestimmten In duktivität des Gleises, die mit dem Kondensator auf Resonanz für die eingespeiste Frequenz abgestimmt ist.
Der im Kurzschlussverbinder fliessende Strom indu ziert in einer Aufnehmerschleife S1 bzw. S2 eine Span nung Us. An den Gleisabschnittsenden ist je ein Emp fänger El bzw. E2 angeordnet, der die Spannung Us an der Aufnehmerschleife S1 bzw. S2 und die Span nung, die am Kondensator Cl bzw. C2 steht, getrennt aufnimmt, nach Betrag und Phasenlage auswertet, in Impulse umformt und je nach dem Zeitpunkt des Ein- treffens der beiden Impulse ein Relais R1 bzw. R2 steuert. Beide Relais Rl. und R2 eines Gleisabschnittes müssen betätigt sein, damit der betreffende Gleisab schnitt frei gemeldet werden kann.
Läuft beispielsweise von links eine Achse in den Gleisabschnitt, so wird der aus der Leiterschleife mit dem Kurzschlussverbinder K1 und dem Kondensator Cl bestehende Resonanzkreis verstimmt. Dadurch sinkt die Spannung Us der Aufnehmerschleife S1 etwas ab. Ausserdem ändert diese Spannung ihre Phasenlage um einen gewissen Betrag gegenüber der Kondensator spannung Uc. Da nun die beiden Spannungen. Us und Uc nach Betrag und Phasenlage nicht mehr überein stimmen, wird das Relais R1 stromlos und der betref fende Gleisabschnitt besetzt gemeldet. Läuft die Achse von links über den Kondensator Cl hinaus weiter in den Gleisabschnitt ein, so wird der linke Resonanzkreis Cl, K1 kurzgeschlossen.
Dann sind die Spannungen Us und Uc des Resonanzkreises Cl, K1 auf den: Wert Null abgesunken und das zugeordnete Relais R1 ist stromlos. Bei Annäherung der Achse an den Sender T werden die Spannungen Us und Uc des rechten Reso nanzkreises C2, K2 so klein, dass der Empfänger keine spannungsabhängigen Impulse mehr erzeugen kann, wodurch das Relais R2 stromlos wird. Wenn sich die Achse weiter nach rechts vom Sender T entfernt, kann der Empfänger El sein Relais R1 wieder erregen.
Be findet sich die Achse im rechten Resonanzkreis C2, K2, so bleibt das Relais R2 des Empfängers E2 strom los, weil dieser Resonanzkreis derart verstimmt ist, dass die beiden Spannungen Us und Uc vom Empfän ger E2 nicht in gleichzeitige Impulse umgeformt wer den können. Tritt die Achse nach rechts aus dem Gleis- abschnitt aus, dann wird auch das Relais R2. wieder mit Strom versorgt. Bei umgekehrter Einfahrrichtung der Achse sowie bei Umkehr der Fahrrichtung inner halb des Gleisabschnitts arbeitet die Schaltungsanord nung sinngemäss.
Jeder Empfänger El oder E2 kann grundsätzlich wie in Fig. 2 gezeigt ausgeführt sein. Die beiden Band filter Fs und Fc sind nur für die verwendete Gleisüber wachungsfrequenz durchgängig, um bei Anwendung der Erfindung auf Bahnen mit elektrischer Zugförde rung das Auswerten des Fahrstromes zu vermeiden.
Die Spannung Us gelangt über einen Verstärker Vs als Spannung Usl in eine Messtufe Ms, die einen Impuls abgibt, wenn. die Amplitude der Spannung Usl grösser ist als ein vorher festgelegter Grenzwert. Dieser Impuls wird einem Koinzidenzgatter U zugeführt. Die Spannung Uc gelangt in eine Messtufe Mc, die eben, falls nur dann einen Impuls abgibt, wenn die Ampli tude der Kondensatorspannung Uc grösser ist als ein vorher festgelegter Grenzwert. Dieser Impuls wird auf den anderen Eingang des Koinzidenzgatters U geführt. Treffen die Impulse aus den beiden Messtufen Ms und Mc gleichzeitig im Koinzidenzgatter U ein, so gibt das Koinzidenzgatter einen Impuls ab, der in einem End verstärker VE verstärkt und in einem Gleichrichter G1 gleichgerichtet wird. Diese gleichgerichteten, in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden Impulse speisen das Relais R.
Haben die beiden Spannungen Usl und Uc unter schiedliche Phasenlagen, oder ist die Amplitudenhöhe mindestens einer der beiden Spannungen Usl und Uc kleiner als der vorgegebene Grenzwert der Messtufe Ms bzw. Mc, so gibt das Koinzidenzgatter U keinen Impuls ab, wodurch das zugehörige Relais R stromlos wird und nach einer gewissen Verzögerungszeit abfällt.
Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform sind zusätzlich noch ein Phasenschieber PI und eine Ad dierstufe A eingesetzt. Der Phasenschieber P1 dreht die Kondensatorspannung Uc um einen geringen. Pha senwinkel. Die gedrehte Spannung Ucl wird in der Addierstufe A gegen die verstärkte Schleifenspannung Usl geschaltet. Die daraus resultierende Spannung Ur wird auf die Messtufe Ms gegeben. Die weitere Verar beitung erfolgt dann wie für Fig. 2 beschrieben.
Da die resultierende Spannung Ur aber bei unbeeinflusstem Resonanzkreis schon eine andere Phasenlage als, die Kondensatorspannung Uc hat, muss dieser Unterschied in einem weiteren Phasenschieber P2, der bei dem Bei spiel nach Fig. 3 vor die Messtufe Mc geschaltet ist, ausgeglichen werden, so dass die Spannungen Ur und Uc2 an den Eingängen der beiden Messtufen bei freiem Gleisabschnitt gleiche Phasenlage haben. Durch die Gegenschaltung der gedrehten Kondensatorspan nung Ucl zur Spannung Usl wird erreicht, dass eine verstärkte Phasendrehung der resultierenden Spannung Ur auch dann eintritt, wenn bei Verstimmung des Resonanzkreises durch eine Achse nur eine geringe Phasendrehung zwischen Us und Uc auftritt.
Das Spannungszeigerdiagramm in Fig.4 verdeut licht diese Phasendrehung. Die Kondensatorspannung Uc ist von vornherein um 180 gegen die Spannung Usl gedreht. Der Phasenschieber P1 gibt die um den Winkel a zur Kondensatorspannung gedrehte Spannung Uel ab.
Durch die geometrische Addition der Span nungen Usl und Ucl ergibt sich die resultierende Spannung Ur, die bei unbeeinflusstem Resonanzkreis einen Phasenwinkel ss zur Spannung Uc hat und gleich- phasig mit der Spannung Uc2 ist. Bei Beeinflussung des Resonanzkreises liegt am oberen Eingang der Ad dierstufe A die Spannung Us10, die beispielsweise um den Phasenwinkel y gegenüber der Spannung Usl ge dreht ist.
Aus den Spannrungen Us10 und der praktisch unveränderten Spannung Ucl ergibt sich eine resultie rende Spannung Ur0, die gegenüber der Spannung Ur im unbeeinflussten Zustand um etwa 180 gedreht und gegenphasig zur Spannung Uc2 ist. Hieraus ist deutlich ersichtlich, dass sich die Phasenlage der Spannung am Eingang der Messtufe Ms schon bei geringer Phasen- drehurig der Schleifenspannung Us um einen beträcht lichen Teil verändert.
Die Erfindung hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik ausser dem Genannten den grossen Vor teil, dass aneinanderstossende Gleisstromkreise mit derselben Frequenz betrieben werden können,. Bei einem Bruch eines Kurzschlussverbinders werden die beiden aneinandergrenzenden Resonanzkreise ver stimmt. Ausserdem kann dann keine Schleifenspan nung Us mehr aufgenommen werden, wodurch die Relais der betreffenden aneinandergrenzenden Reso nanzkreise stromlos werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Bei spiele beschränkt. Die Aufnehmerschleifen können durch Aufnehmerspulen o. dgl. ersetzt werden.
Vorteilhaft für die Ausführung der Verstärker und Messtufen innerhalb der Empfänger ist eine Anwen dung von Ringkern-Transistor-Schaltungen. Die Emp fänger können aber auch mit allen anderen elektri schen Mitteln ausgeführt werden.